单种群生物动力系统

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出版者:科学出版社
作者:唐三一
出品人:
页数:552
译者:
出版时间:2008-6
价格:88.00元
装帧:平装
isbn号码:9787030217073
丛书系列:生物数学丛书
图书标签:
  • 计算生物学
  • 科学出版社
  • 生态
  • 单种群生物动力系统
  • 2008
  • 单种群生物动力系统
  • 数学建模
  • 动力系统
  • 生态学
  • 稳定性分析
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  • 种群动态
  • 微分方程
  • 生物数学
  • 混沌理论
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具体描述

《单种群生物动力系统》基于数学、生物学、生命科学和医学等多学科的交融和最新的理论和研究方法,归纳整合种群动力学、流行病动力学、生物经济学、药物动力学、分子生物学和生物统计学等生物数学分支学科内容,系统深入地论述了哲学学科包含地确定性模型和随机模型,结合自身的研究成果并以单种群模型为主线,阐明了各类单种群模型的发展历史、研究内容和最新研究动态及其广泛应用。

《单种群生物动力系统》 这是一部深入探讨单一物种群体在特定环境动力学下演变的严谨学术著作。本书并非对某一特定生物的详细图谱或物种识别指南,而是着眼于抽象的数学模型和理论框架,用以理解生命系统普遍存在的动态规律。 本书的核心在于“生物动力系统”这一概念,它并非指代生物的运动或活力,而是借用动力学系统中“状态”随时间演变的思想,来分析种群规模、结构、遗传组成等要素如何在环境因素的影响下发生变化。我们将单一物种作为一个封闭或半封闭的系统来考察,聚焦于其内部的繁殖、死亡、迁徙(如果模型包含)等过程,以及这些过程如何被环境的承载能力、资源可用性、捕食压力、疾病传播、气候变化等外在因素所调节。 我们从最基础的种群增长模型出发,如指数增长模型和逻辑斯谛增长模型,详细解析其数学表达式、模型假设以及它们在解释不同情境下的适用性与局限性。随后,本书将逐步引入更复杂的动力学因素。例如,我们将探讨具有时滞效应的模型,分析过去种群状态如何影响当前增长率,以及这种时滞可能引起的周期性振荡甚至混沌行为。 本书还深入研究了环境随机性的影响。不同于决定性模型,我们将随机过程引入种群动力学,考察环境波动、繁殖率或死亡率的随机变化如何影响种群的长期存活概率、灭绝风险以及其动态轨迹的变异性。这部分内容将借助概率论和随机过程理论,为理解现实世界中复杂多变的种群动态提供更坚实的理论基础。 此外,遗传与适应性进化也是本书探讨的重要维度。我们不只是将种群视为一个同质的实体,而是将其中的个体差异视为进化的驱动力。通过引入遗传变异、选择压力和遗传漂变的概念,本书将阐述环境变化如何驱动种群的适应性进化,以及这种进化过程如何反过来影响种群的动力学行为。例如,我们可能会分析在资源有限或面临新病原体威胁时,具有特定基因型个体的存活率和繁殖率如何变化,进而改变整个种群的基因频率和对环境的响应能力。 本书的数学工具主要集中在微分方程、差分方程、稳定性分析、相平面分析、李雅普诺夫稳定性理论以及一些基础的概率统计方法。对这些数学工具的运用进行详细的推导和解释,旨在让读者理解模型构建的逻辑和结果解读的依据。我们强调模型的参数敏感性分析,即分析不同参数(如出生率、死亡率、环境承载力等)的变化对种群动力学行为的影响程度,这对于实际应用和生态管理具有重要的指导意义。 《单种群生物动力系统》并非一本关于生物学特定领域的教科书,它更多的是一种跨学科的思维方式和分析工具。本书旨在为生态学、进化生物学、数学、物理学以及相关工程领域的学者和研究生提供一个坚实的理论框架和研究方法。通过理解这些基本的动力学原理,读者可以触类旁通,将模型应用于更广泛的生物系统,例如细菌群体、病毒感染的细胞群体,甚至是人类社会中的某些群体行为模式分析。 本书对“系统”的理解是开放性的。虽然核心聚焦于单一物种,但模型中引入的参数和结构都可以被看作是代表了该物种与环境之间的相互作用。因此,本书提供了一种理解生命系统如何响应和适应外部变化的通用语言。通过对这些抽象模型的深入研究,我们能够更好地预测种群在不同环境压力下的行为,评估干预措施(如种群控制、栖息地恢复)的潜在效果,并最终为生物多样性保护和资源可持续利用提供科学的理论支持。 总之,《单种群生物动力系统》是一部致力于揭示生命群体底层运作机制的学术专著,它通过严谨的数学建模和动力学理论,深入浅出地展现了单一物种如何在不断变化的环境中进行生存、繁衍和演化。本书是希望理解生命系统动态规律,并掌握先进分析工具的科研人员的必备参考。

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读后感

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用户评价

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《单种群生物动力系统》这本书,就像一位技艺精湛的炼金术士,将看似分散的生物学知识,融合成了一种对生命“流”动的深刻洞察。我并没有事先了解过“生物动力学”这个概念,所以当我带着纯粹的好奇心打开这本书时,我被深深地吸引住了。作者并没有直接告诉你“什么是单种群生物动力学”,而是通过一系列精心设计的案例,让你在不知不觉中,理解了其核心思想。他从最简单的模型出发,比如经典的“逻辑斯蒂方程”,然后逐步引入更复杂的因素,如环境容量、繁殖率的变化、死亡率的波动等等,最终构建出一个多层次、多维度的种群动力学模型。我特别喜欢书中对“稳定性分析”部分的阐述,它让我明白,即使是看似混乱的种群数量波动,背后也可能隐藏着某种内在的“秩序”和“规则”。他用生动的语言,解释了为什么有些种群会稳定存在,而有些则会经历剧烈的周期性波动,甚至最终走向灭绝。这本书让我感受到了数学语言在描述自然现象时的强大力量,但更重要的是,它让我对生命的“适应性”和“韧性”有了更深刻的理解。我意识到,每一个种群,都在以自己的方式,与环境进行着持续不断的“对话”,而这种对话的本质,就是动力学的过程。这本书带给我的,是一种对生命过程的宏观把握能力,让我能够超越个体生命的短暂,去理解整个种群的“生命史”。

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我必须承认,《单种群生物动力系统》这本书,在某种程度上,颠覆了我对“系统”这个词的理解。以往,我总是将它与工业制造、工程技术等宏大领域联系在一起。但在这本书中,作者巧妙地将“系统”的概念引入了对单一生物种群的研究,而这种引入,并非简单的套用,而是经过了深刻的提炼和重塑。他没有拘泥于繁琐的数据分析,而是着重于揭示种群内部以及种群与环境之间相互作用的“动力学”本质。我尤其喜欢其中关于“反馈机制”的章节,作者用非常接地气的方式,解释了正负反馈如何影响种群的波动。比如,当某个种群数量急剧增加时,必然会面临资源短缺的瓶颈,而这种资源短缺又反过来抑制了种群的增长,这就是一个经典的负反馈。他甚至会举例说明,在某些特定条件下,这种负反馈可能会被打破,从而引发种群数量的爆炸式增长,这让我对自然界中那些看似突如其来的爆发式增长有了全新的认识。整本书的逻辑流畅而严谨,每个概念的提出都有充足的铺垫和有力的支撑。我发现,通过理解这些“动力学”原理,我能够更好地预测和解释一些生物现象,而不仅仅是停留在表面观察。这本书带来的,是一种更具预测性和解释力的科学思维方式,让我感觉自己仿佛获得了一副透视生命动态的眼镜。

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这本书以一种意想不到的方式,将我从日常的喧嚣中拉回了对生命本质的深思。初拿到《单种群生物动力系统》时,我以为它会是一本枯燥的学术专著,充斥着我难以理解的数学模型和晦涩的术语。然而,当我翻开第一页,一种全新的视角便徐徐展开。作者仿佛一位技艺精湛的导游,带领我漫步于微生物的王国,感受它们在不同环境下的生生不息与此消彼长。他没有直接抛出复杂的理论,而是通过生动的比喻和深入浅出的讲解,将抽象的“动力学”概念具象化。例如,在描述种群增长时,他会用“如同水涨船高”来比喻指数增长,又用“丰收后的平静”来描绘资源耗尽后的停滞。更让我着迷的是,书中对“平衡”的探讨,它并非简单的静止,而是动态的、充满力量的博弈。我开始意识到,即便是一个最微小的单种群,其内部也蕴含着精妙的规律和强大的驱动力。这本书让我重新审视了身边的一切生命现象,从一片枯叶的腐朽到野草的疯长,都仿佛有了更深层次的解读。我常常会在阅读中停下来,望向窗外,脑海中浮现出那些在显微镜下才能看见的微观世界,以及它们遵循的那些不易察觉却又无比强大的法则。这不仅仅是一本书,更像是一扇窗,让我得以窥探生命最根本的运作机制。

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《单种群生物动力系统》这本书,无疑是一次关于“时间”与“生命”的深刻对话。它没有像许多科普读物那样,描绘宏大的物种演化史诗,而是将焦点精准地聚焦在单个种群在时间维度上的动态变化。作者巧妙地运用了“状态空间”这样的概念,将一个种群在不同时间点的“健康状况”——比如数量、年龄结构、繁殖能力等等——映射到一个抽象的空间中,然后观察这个种群在时间推移下的轨迹。这种可视化描述,让我对种群的演变过程有了更直观的感受。书中关于“极限环”的讨论,尤其令我印象深刻。它描绘了一种种群数量在一定范围内波动,却又不会无限扩散或灭绝的稳定状态,这让我联想到很多自然界中周期性出现的现象,比如某些昆虫的数量波动。作者并没有止步于理论的阐述,而是通过大量的实例,将这些理论与现实世界紧密联系起来,让我看到了这些抽象模型在解释真实世界中的强大生命力。阅读过程中,我常常会想象,如果将人类的社会系统,甚至是个人的情绪波动,也用这种“动力学”的眼光来审视,又会是怎样一番景象?这本书不仅拓宽了我的学术视野,更激发了我对生命本质的哲学思考。它让我意识到,生命本身就是一场永不停歇的动态过程,而理解其背后的“动力学”原理,便是理解生命最核心的钥匙。

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坦白说,《单种群生物动力系统》这本书,在阅读前我并没有抱有太高的期待。我担心它会像许多“硬核”的科学书籍一样,充斥着公式和图表,让普通读者望而却步。然而,令我惊喜的是,这本书展现出了一种令人惊叹的“软实力”。作者的叙事风格并非生硬的理论灌输,而更像是一位经验丰富的生物学家,在实验室里,一边进行着严谨的实验,一边与你分享他的观察和心得。他用最简洁的语言,勾勒出种群数量变化背后的精妙机制。我特别欣赏他对“吸引子”概念的解释,它形象地描绘了种群最终会趋向的稳定状态,无论初始条件如何。这就像给种群设定了一个“命运”的终点,而动力学方程则描绘了它到达这个终点的路径。书中对“阈值效应”的论述也让我受益匪浅,它揭示了某些关键的临界点如何能够引发种群数量的剧烈变化,无论是爆发式增长还是突然的衰退。这种对“临界点”的理解,不仅在生物学上有意义,也让我联想到了许多其他领域的现象。这本书最大的魅力在于,它让你在感受到科学的严谨性的同时,也体验到了智慧的启迪。它不是让你去死记硬背公式,而是让你去理解“为什么”,并学会用一种全新的方式去观察和思考生命。

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