Exactly Solvable Models of Biological Invasion pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:CRC Pr I Llc

作者:Petrovskii, Sergei V./ Li, Bai-lian

出品人:

页数:215

译者:

出版时间:

价格:$94.95

装帧:HRD

isbn号码:9781584885214

丛书系列:

图书标签:

• 生物入侵
• 数学建模
• 精确解
• 生态学
• 扩散过程
• 偏微分方程
• 非线性动力学
• 理论生物学
• 种群生态学
• 数学生物学

好的，以下是一本名为《Ecosystem Dynamics: Principles and Applications》的图书简介。 生态系统动力学：原理与应用 (Ecosystem Dynamics: Principles and Applications) 作者： [此处可插入作者姓名，例如：Dr. Eleanor Vance & Prof. Kenji Tanaka] 出版社： [此处可插入出版社名称，例如：Oxford University Press] 内容简介 《生态系统动力学：原理与应用》是一部全面而深入的专著，旨在为生态学、环境科学、保护生物学以及资源管理领域的学者、研究人员和高阶学生提供一个坚实的理论框架和前沿的应用视角。本书的核心在于阐释生态系统如何随时间演变、空间分布、以及受内部相互作用和外部干扰的影响。 本书超越了对物种组成静态描述的局限，聚焦于生态过程的机制和时间序列变化。我们探讨了从微观层面的种群波动到宏观层面的生物群落结构重组，再到整个景观尺度的物质与能量流动。通过整合经典生态学理论与现代定量方法，本书为理解和预测生态系统的复杂性提供了关键工具。 全书共分为四个主要部分，涵盖了生态系统动力学的广阔领域。 --- 第一部分：生态系统动力学的理论基石 本部分首先回顾了生态学中关于系统稳定性和变化的奠基性理论。我们详细考察了种群生态学的数学模型，包括指数增长、逻辑斯蒂增长、捕食者-猎物（Lotka-Volterra模型及其修正）以及竞争模型的动态行为。重点在于理解这些模型如何预测种群数量的周期性振荡、稳定平衡点和分岔现象。 随后，本书转向群落生态学的动态视角。我们深入分析了中性理论（Neutral Theory）与基于竞争的理论（Competitive Exclusion Principle）之间的辩论，并探讨了生态位理论（Niche Theory）在解释生物多样性维持机制中的作用。特别地，本部分详细介绍了非线性动力学在生态系统中的应用，包括迟滞效应（Hysteresis）和生态系统状态转移（Regime Shifts）的临界点理论。我们使用相平面分析等工具，展示了生态系统如何从一个稳定状态突然跳跃至另一个截然不同的状态，并讨论了驱动这些转变的内在反馈机制。 第二部分：关键过程的动态机制 第二部分聚焦于驱动生态系统变化的核心生物地球化学和生物物理过程。 物质循环的动态性 我们不仅描述了碳、氮、磷等关键元素的循环路径，更着重于其时间尺度和反馈效应。例如，在森林生态系统中，土壤微生物群落的代谢速率如何与气候变暖和土壤有机质分解速度形成动态耦合；在水生系统中，营养物质的输入、沉降和再矿化速率如何决定藻类爆发的强度与持续时间。本书利用动态质量平衡模型，量化了这些循环在不同时间尺度（从日到千年）上的响应速度和缓冲能力。 能量流与食物网结构 本书探讨了能量流动的效率与限制因素。我们采用链式网络分析（Chain Network Analysis）和基于信息论的度量方法来量化食物网的结构复杂性和鲁棒性。关键内容包括：随着物种移除（如关键物种消失或入侵物种出现）导致的能量路由变化，以及这种结构变化如何影响整个系统的能量传递效率和稳定性。我们还讨论了生态系统对外部能量扰动的响应特性，例如火灾或洪水后生态系统的恢复动力学。 时间滞后与空间异质性 生态系统反应很少是即时的。本部分重点分析了时间滞后（Time Lags）在生态动力学中的关键作用，例如，气候变化对物候（Phenology）的影响如何通过延迟的种群增长或繁殖成功率体现在几年后的种群密度上。同时，我们整合了元群落理论（Metacommunity Theory），解释了物种迁移、局部灭绝与区域物种库之间的动态平衡，以及空间异质性（如景观破碎化）如何调节这些过程的速度和结果。 第三部分：干扰、恢复与适应性 本部分将理论模型应用于现实世界的复杂情景，特别是生态系统遭受干扰后的响应和长期演变。 干扰的动态效应 我们系统性地分析了不同类型干扰（如火灾频率、干旱强度、人类采伐）的特征如何影响生态系统的动力学轨迹。本书引入了干扰生态学（Disturbance Ecology）中的“中等干扰假说”的动态版本，并探讨了当干扰频率或强度超过生态系统的恢复阈值（Resilience Threshold）时，系统将经历的不可逆变化。 生态系统恢复与演替 本书对生态演替（Ecological Succession）进行了现代化的动力学阐释。我们使用基于个体的模型（Agent-Based Models, ABMs）来模拟早期定殖者（Pioneers）与后期物种（Climax Species）之间的竞争、促进和抑制关系，解释了不同环境条件下的路径依赖性。内容涵盖了对受损生态系统（如采矿区、火烧迹地）进行生态修复时，如何设计干预措施以加速系统向目标稳定状态的回归。 气候变化驱动的响应 气候变化是当前生态系统面临的最大驱动力之一。我们详细分析了气候脆弱性评估的动态模型方法，包括物种对温度和降水变化的时间滞后反应、气候条件导致的适宜性区域移动以及物种间同步性的破坏。重点关注了物种分布范围的快速调整如何重塑区域间相互作用的强度。 第四部分：管理与预测的定量工具 本部分面向实践应用，介绍了用于理解和管理生态系统动力学的先进定量工具。 基于模型的管理决策 我们探讨了可持续性概念在动态系统中的量化。内容包括如何使用最优控制理论（Optimal Control Theory）来制定渔业捕捞配额或森林可持续采伐策略，以最大化长期效益的同时确保生态系统状态的稳定。我们演示了如何集成不确定性（Stochasticity）到管理模型中，以应对生态系统固有的随机性。 高级时间序列分析与预测 本书深入介绍了分析长期生态监测数据的先进统计方法。这包括向量自回归模型（VAR）在揭示物种间相互作用因果关系中的应用、卡尔曼滤波（Kalman Filtering）在状态空间模型中进行实时状态估计的方法，以及如何利用机器学习技术识别复杂生态系统中隐藏的非线性模式和提前预警信号（Early Warning Signals）。 未来展望：复杂适应性生态系统 最后，本书展望了将生态系统视为复杂适应系统（Complex Adaptive Systems, CAS）的视角。我们讨论了生态系统内部的自我组织、学习能力以及物种对管理干预的适应性反应如何使得长期预测变得更具挑战性，并强调了跨学科合作在应对未来生态挑战中的重要性。 本书特色 强调机制而非仅相关性： 本书专注于回答“为什么”和“如何”发生变化，而不是仅仅描述变化。 理论与应用并重： 紧密结合经典理论（如Lotka-Volterra, MacArthur-Wilson）与前沿工具（如ABMs, CAS理论）。 丰富的案例分析： 穿插了来自海洋、陆地、淡水生态系统的真实数据案例，展示模型在不同尺度和环境下的应用。 数学严谨性： 为需要深入理解底层数学框架的研究生和研究人员提供了严谨的推导和讨论。 《生态系统动力学：原理与应用》是生态学领域不可或缺的参考书，它将引导读者以一种更具动态性和预测性的思维方式来理解我们星球上生命的复杂运作。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆