数学模型在生态学的应用及研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨东方，王凤友 著

图书标签:

• 数学模型
• 生态学
• 应用研究
• 生态建模
• 数理生态学
• 生物数学
• 模型分析
• 生态系统
• 理论生态学
• 交叉学科

出版社： 海洋出版社

ISBN：9787502790103

版次：1

商品编码：11782027

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-07-01

用纸：胶版纸

页数：308

字数：480000

正文语种：中文

内容简介

　　《数学模型在生态学的应用及研究》通过阐述数学模型在生态学的应用和研究，定量化的展示生态系统中环境因子和生物因子的变化过程，揭示生态系统的规律和机制，以及其稳定性、连续性的变化，使生态数学模型在生态系统中发挥巨大作用。通过《数学模型在生态学的应用及研究》的学习，可以帮助读者了解生态数学模型的应用、发展和研究的过程；分析不同领域、不同学科的各种各样生态数学模型；探索采取何种数学模型应用于何种生态领域的研究；掌握建立数学模型的方法和技巧。

目录

黄瓜干物质的产量模型
红枣维生素的热降解公式
滤波器的消除噪声公式
平原农业生态的能值评估模型
农机装备的水平组合模型
灌区水资源的优化配置模型
棉花穴播轮的种子运动模型
雷达影像的土壤湿度反演模型
秸秆合成甲醇的动力模型
农业机器的作业成本预测模型
苹果生态的适宜性评价公式
电网多谐波的叠加公式
冷库门的冷风渗透模型
食品微波加热的杀菌模型
稻谷和脱粒元件的碰撞方程
风干白鲢的热风干燥模型
稻谷干燥的爆腰率增值模型
水稻产量的遥感估测模型
温室环境的切换系统模型
砂石覆盖的土壤蒸发公式
紫色土的水分分布模型
秸秆解液的滤膜通量模型
苹果渣的果胶提取公式
黄瓜叶片的光合速率公式
猪场废水的降解模型
流域土地的分形公式
博弈论的改进可拓评价模型
平原农牧渔的产值预测模型
配电网的无功优化模型
番茄图像的匹配模型
真空冷却的熟肉水分迁移模型
油梨皮的黄酮提取公式
微灌系统的凯勒均匀度公式
银杏脱壳机的优化设计公式
土壤含水的遥感监测模型
发动机的燃烧模型
样品的品质检测模型
发电系统的电源配置计算
耕施肥机的设计方程
黄土高原的土壤水分模型
泥沙的冲淤公式
随机波的波力公式
波浪的要素公式
波群的数值计算
斜坡护面的波浪公式
挪威海域的波浪和海流计算
水泥土的垫层公式
海堤的波浪爬高模型
浅水波的波长计算
波谷的压力公式
船闸闸室的水体盐量计算
弧形褶板的受力计算
上海港的台风增水计算
堤头稳定的计算
水体中染料云团的运动公式
港口航道的回淤强度公式
有效风速的频率计算
风浪引起防波堤的受损公式
波浪变形的要素公式
地形改变的潮汐计算
波群的统计模型
水位的判定公式
海岸演变的计算
防波堤的优化公式
桩基的承载能力计算
绕射和折射的波传播方程
浅海的波浪谱方程
盐水入侵量的计算
定位的距离交会公式
防浪堤的胸墙断面优化公式
特征波的要素统计公式
风荷载的概率模型
稳定块重计算
江堤的风浪模型
波高的分离推算公式
风输沙率的计算
沉箱的远程浮运公式
龙口湾的波浪公式
龙口湾的泥沙运动模型
抛石工程的效率计算
西双版纳的舒适评价方程
同震滑坡的年代公式
岩爆的动力扰动方程
山区流域的坡面流方程
石山区发展的评价公式
顺层坡的溃屈破坏模型
西双版纳鸟类的多样性计算
石山区发展的评价指标
水系沟槽的统计函数
泥石流的土体破坏方程
山区资源的可持续利用模型
山系的分形模型
土壤动物的群落结构模型
植物因子阻拦明渠输沙的方程

好的，请看这份图书简介： 《复杂系统动力学：从理论到实践的跨学科探索》 图书概述 本书深入探讨了复杂系统动力学的核心理论、建模方法及其在多个前沿科学领域的实际应用。全书结构严谨，内容涵盖了从基础的非线性动力学、混沌理论，到高阶的随机过程、网络科学，以及最新的数据驱动建模技术。我们旨在为读者提供一个全面而深刻的视角，理解自然界、工程技术和社会经济系统中普遍存在的复杂性现象，并掌握分析和预测这些系统行为的强大工具。 本书的特色在于强调理论与实践的紧密结合。我们不仅详细阐述了诸如洛伦兹吸引子、Bifurcation（分岔）分析等经典理论，更侧重于如何将这些抽象的数学工具转化为解决真实世界问题的实用框架。通过大量的案例研究和计算模拟示例，读者将能亲身体验如何构建、求解和解释复杂的数学模型。 第一部分：复杂系统动力学的基础与数学工具 本部分为深入研究奠定坚实的数学基础，重点介绍分析非线性系统的关键概念和技术。 第一章：非线性动力学的基本概念 本章首先回顾了常微分方程（ODE）和偏微分方程（PDE）在描述动态系统中的作用。随后，引入相空间、相轨迹、稳定性和不稳定性的概念。我们将重点分析一维和二维系统的定性分析方法，包括平衡点的分类（鞍点、结点、焦点）及其稳定性分析。特别地，本章将引入李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论，作为评估系统长期行为的基石。 第二章：混沌理论与分岔分析 混沌是复杂系统的核心特征之一。本章详细介绍了区分周期性、准周期性和混沌行为的判据，如庞加莱截面、李雅普诺夫指数谱的计算。分岔理论作为系统参数变化时定性行为转变的描述工具，将在本章得到深入阐述。我们将分析鞍点分岔、霍普夫分岔（Hopf Bifurcation）等经典范式，并探讨如何利用这些工具来理解系统从有序到无序的临界点。 第三章：随机过程与噪声驱动系统 真实世界中的许多系统都受到不可避免的随机扰动（噪声）的影响。本章引入随机微分方程（SDE）和马尔可夫过程。我们将探讨布朗运动、泊松过程，并重点分析如何利用朗之万方程（Langevin Equation）来描述系统在噪声作用下的动力学行为，例如布朗飞跃和随机共振现象。 第四章：网络科学与拓扑结构 复杂系统通常由相互关联的组件构成。本章将从图论的角度出发，引入复杂网络的结构特性，如度分布、路径长度、聚类系数等。我们将分析无标度网络、小世界网络等典型拓扑结构，并讨论这些结构如何影响信息传播、鲁棒性以及系统整体的动力学行为。 第二部分：建模方法与计算技术 本部分侧重于将理论知识转化为可操作的建模范式，以及利用现代计算工具进行模拟和分析。 第五章：系统建模的一般方法论 本章系统地梳理了建模过程的各个环节：问题定义、变量选择、假设构建、方程推导和模型验证。我们将区分唯象模型、机理模型和经验模型的适用场景。重点讨论如何处理模型的不确定性，包括参数估计和模型简化（降维）的技术，以保持模型的可解释性和计算效率。 第六章：从连续到离散：数值模拟技术 由于大多数复杂系统的解析解难以获得，数值模拟成为核心工具。本章详细介绍了求解常微分方程的数值积分方法，如欧拉方法、龙格-库塔法（Runge-Kutta methods）。对于偏微分方程，我们将介绍有限差分法和有限元法的基本原理及其在动态系统模拟中的应用。本章还将强调数值稳定性和精度控制的关键考量。 第七章：数据驱动的系统识别 在数据爆炸的时代，从观测数据中重建系统动力学模型变得至关重要。本章介绍系统识别的关键技术。我们将深入探讨状态空间重构方法，例如Takens嵌入定理。随后，重点讲解基于核方法的动态模式分解（DMD）及其扩展，展示如何有效地从高维观测数据中提取出系统的本征振荡模式和演化规律。 第八章：基于代理（Agent-Based）的模型构建 对于涉及个体间复杂交互的社会、经济或生物系统，基于代理的模型（ABM）提供了一种自下而上的建模视角。本章阐述ABM的设计原则，包括规则制定、空间结构嵌入和异质性处理。我们将通过具体的案例（如市场行为模拟或群体运动）来说明ABM如何捕捉宏观涌现现象。 第三部分：复杂系统的前沿应用领域 本部分将前两部分的技术和理论应用于多个具有重大科学和社会意义的领域，展示复杂系统动力学的普适性力量。 第九章：流体力学中的湍流与相变 本章聚焦于流体运动的复杂性，特别是湍流现象。我们将探讨描述流体动力学的纳维-斯托克斯方程的困难性，并利用模态分解技术分析湍流中的能量级串。同时，本章还将讨论涉及相变（如凝固、扩散）的非平衡态动力学模型。 第十章：信息传播与流行病动力学 本章结合网络科学和传染病模型（如SIR/SEIR模型），分析疾病、信息或谣言在复杂网络中的传播机制。我们将讨论网络结构对基本再生数 ($R_0$) 的影响，以及最优干预策略的设计，包括疫苗接种的时机和网络隔离措施的有效性评估。 第十一章：金融市场的非线性波动与风险评估 金融市场是典型的多体复杂系统。本章应用随机过程和非线性时间序列分析工具，研究资产价格的长期记忆效应和波动率聚类现象。我们将探讨如何利用统计物理学的概念（如幂律分布）来刻画金融危机中的极端事件，并评估基于动力学模型的风险度量方法。 第十二章：计算神经科学中的网络同步 本章探讨大脑皮层的活动。我们将使用耦合振子模型（如霍奇金-霍奇金模型或简化的Wilson-Cowan模型）来模拟神经元的集体行为，分析兴奋性与抑制性网络的相互作用如何导致节律性振荡、信息编码和网络同步现象，并讨论这些动力学失衡与神经系统疾病的潜在联系。 总结与展望 全书的最终目标是培养读者运用跨学科思维和强大数学工具，主动识别和解决复杂系统中的核心科学问题的能力。本书不仅是理论研究人员的参考手册，也是希望将动力学方法应用于工程、经济和生命科学领域中高级研究生的重要教材。我们相信，对复杂系统动力学的深入掌握，是理解现代科学前沿的关键钥匙。

评分☆☆☆☆☆

我最近一直在为我的博士论文寻找更强有力的论证工具，希望能将我的田野观察数据提升到更高的解释层次。我从几个导师那里听说了这本书的推荐，说是业内探讨如何将非线性动力学引入种群恢复力研究的必读书目。拿到电子版后，我首先关注的是它的案例分析部分。这本书的强大之处在于，它没有仅仅停留在介绍模型本身，而是深入探讨了模型简化与现实世界复杂性之间的权衡艺术。比如，书中对比了经典的 SIR 模型在描述传染病传播时，加入空间异质性后模型的适应性提升，这个过程的阐述非常清晰，它展示了如何在不使模型过于庞大而失去解释力的前提下，逐步逼近真实情境。我特别喜欢它对“模型验证”这一环的重视，作者花了不少篇幅讨论了如何利用遥感数据和长期监测数据来校准和检验模型的参数，这一点对于我们这些依赖实际数据进行推断的研究者来说，是极其宝贵的实操经验。这本书的结构非常适合交叉学科的学习者，它像一座桥梁，将原本泾渭分明的数学分支和生态学领域有机地连接了起来，读起来酣畅淋漓，感觉自己的研究视野一下子被拓宽了许多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当有质感，那种深沉的墨绿色搭配烫金的字体，立刻让人感受到一种严谨和专业的学术气息。我是在一家小众书店偶然发现它的，当时只是被它的名字吸引——“数学模型在生态学的应用及研究”。坦白说，我个人的背景更偏向于纯理论的生物学，对数学模型的理解还停留在基础层面。拿到手里翻阅时，发现内容编排逻辑性极强，从宏观的生态系统动力学建模，到微观的种群遗传学模拟，几乎覆盖了现代生态学研究的主要脉络。作者在引言中并没有过多渲染数学工具的复杂性，反而着重强调了模型作为一种“思维框架”的价值，这极大地降低了我这个非数学专业读者的畏惧感。尤其让我印象深刻的是，书中对时间延迟模型的处理，那种用微分方程来刻画生物反馈机制的细腻程度，简直令人拍案叫绝。它不是一本堆砌公式的教科书，而更像是一本引导你如何用数学语言“重塑”自然界的指南手册，每一章的案例都选取得恰到好处，既有经典的 Lotka-Volterra 模型回顾，也有前沿的基于个体的模拟（ABM）的介绍，体现了作者深厚的学术功底和对学科前沿的精准把握。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我带着一种怀疑的态度打开这本书的，因为市面上很多声称结合了“应用”与“研究”的学术著作，往往偏向于理论推导而忽略了实际操作层面的困难，或者反过来，只是罗列了大量低阶的统计方法。然而，这部作品完全颠覆了我的初始认知。它在探讨群落结构稳定性时，引入了基于信息论的熵值模型，这一点非常新颖。更关键的是，作者在讨论该模型时，不仅仅给出了计算公式，还配上了详细的 R 语言或 MATLAB 的伪代码指导，虽然代码本身并不完整，但足以让人立刻明白实现路径。这种从理论到工具的无缝过渡，对于我这种需要快速将新的分析技术应用到现有项目中的研究人员来说，简直是雪中送炭。我尝试着套用了书中关于最小可行种群（MVP）的贝叶斯网络模型框架来分析我们保护区内珍稀物种的未来生存概率，结果比我之前使用的传统生存分析方法要稳健得多，偏差也更小。这本书真正做到了“授人以渔”，而非仅仅“授人以鱼”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧确实是一流的，那种近乎博物馆藏品的纸张质感，让人爱不释手。但抛开外在形式，真正打动我的是作者对于“跨尺度问题”的深刻洞察。生态学研究的一个永恒难题就是如何将微观的个体行为累积到宏观的景观变化上。这本书花了整整一个章节专门讨论多尺度建模的挑战，特别是尺度效应（Scaling Effects）的处理。它深入浅出地介绍了分形几何在生态学中的应用潜力，这在很多主流教材中是很少被提及的深度话题。我尤其欣赏作者在讨论生物入侵模型时，对异质性环境驱动力的强调。他没有简单地将入侵物种视为均质的威胁，而是构建了考虑不同生境抵抗力的复杂偏微分方程组，这反映了作者对生态过程认知的深度和广度。阅读过程中，我感觉自己不是在读一本教材，更像是在跟随一位经验极其丰富的导师进行深度研讨会，每一次翻页都能带来新的启发，让人不断停下来思考自己研究中被忽略的尺度变量。

评分☆☆☆☆☆

从一个偏向于政策和管理应用的读者的角度来看，这本书最出色的地方在于它对不确定性量化与风险评估的系统化处理。在环境管理决策中，我们面对的往往是信息不完全、系统动态复杂的未来。作者在书中后半部分详尽地展示了如何利用蒙特卡洛模拟和敏感性分析来评估不同管理干预措施的稳健性。他用一个关于湿地恢复项目的小案例来说明，即使初始数据存在较大误差，通过充分的随机扰动测试，我们依然能够识别出哪些模型参数对最终结果的影响最为关键，从而指导我们优先去获取哪些关键生态参数的数据。这比单纯地给出一个“最优解”要实用得多。这本书没有回避数学模型在现实应用中经常遇到的“黑箱”问题，而是直面它，并提供了实用的工具去打开这个黑箱，量化决策背后的风险敞口。它不仅是科学研究的基石，更是环境决策科学的有力支撑，绝对值得政策制定者和环境工程师反复研读。