Fundamentals of Ecological Modelling, Third Edition pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:G. Bendoricchio

出品人:

頁數:544

译者:

出版時間:2001-8

價格:714.00元

裝幀:

isbn號碼:9780080440286

叢書系列:

圖書標籤:

• 生態建模
• 數學建模
• 生態學
• 環境科學
• 係統動力學
• 模型分析
• 生物數學
• 統計建模
• 生態係統
• 建模方法

《生態係統模型概論：第三版》 書籍簡介 《生態係統模型概論：第三版》是一本深度探討生態係統建模原理、方法與應用的權威著作。本書旨在為生態學、環境科學、生物學以及相關領域的學生、研究人員和實踐者提供一個全麵而深入的理解平颱，幫助他們掌握構建、分析和解釋生態模型所需的理論基礎和技術工具。 本書的重點在於係統地闡述如何利用數學和計算工具來模擬、理解和預測生態係統的結構、功能和動態過程。它並非羅列具體的模型案例，而是深入剖析瞭模型構建背後的邏輯、不同模型類型的適用性以及模型在解決實際生態問題中的關鍵作用。 核心內容概覽： 建模的哲學與基礎： 本版開篇即深入探討瞭生態係統建模的必要性、目標以及其固有的不確定性。書中詳細闡述瞭模型作為現實世界簡化和抽象的本質，以及建立模型的指導原則，如奧卡姆剃刀原則的應用。讀者將理解為何需要模型，以及在設計模型時應遵循的基本準則。 模型的基本類型與構建框架： 本書係統地介紹瞭生態模型的主要分類，包括但不限於： 描述性模型（Descriptive Models）： 關注對觀測到的模式進行描述和歸納，例如基於迴歸或相關性的模型。 預測性模型（Predictive Models）： 旨在預測係統在不同條件下的行為，常用於評估環境變化的影響。 解釋性模型（Explanatory Models）： 試圖揭示驅動生態過程的機製，以增強我們對係統運作原理的理解。 穩態模型（Steady-State Models）： 描述係統在長期平衡狀態下的特徵。 動態模型（Dynamic Models）： 捕捉係統隨時間變化的軌跡，是理解生態過程演變的關鍵。 確定性模型（Deterministic Models）與隨機性模型（Stochastic Models）： 探討瞭模型中引入隨機因素以反映自然變異性的重要性。 離散模型（Discrete-Time Models）與連續模型（Continuous-Time Models）： 介紹瞭兩種處理時間維度變化的基本數學框架。 空間模型（Spatial Models）： 強調瞭空間異質性在生態係統中的作用，以及如何將其納入模型。 本書將詳細介紹構建這些模型所需的數學工具，如微分方程、差分方程、概率統計等，並探討不同建模範式的優劣。 關鍵生態過程的建模視角： 書中將圍繞一係列核心生態過程，從建模的角度進行深入剖析，包括： 種群動態（Population Dynamics）： 探討如何使用模型來模擬種群數量的增長、衰退、波動以及種群之間的相互作用（如捕食、競爭）。 群落結構與動態（Community Structure and Dynamics）： 介紹模型如何刻畫物種多樣性、物種豐度分布，以及群落隨時間的變化，例如演替模型。 生態係統功能（Ecosystem Function）： 關注物質循環（如碳、氮循環）和能量流動在模型中的錶達，以及如何量化初級生産力、分解速率等關鍵指標。 景觀格局與過程（Landscape Pattern and Processes）： 探討空間異質性如何影響生態過程，以及景觀尺度模型在棲息地連接性、物種分布預測等方麵的應用。 模型校準、驗證與不確定性分析： 理論模型的構建隻是第一步。本書高度重視模型在實踐中的應用，因此會詳細闡述： 數據驅動的建模（Data-Driven Modeling）： 強調觀測數據在模型構建、參數估計和模型檢驗中的核心作用。 模型參數化（Model Parameterization）： 介紹從數據中估計模型參數的技術，以及不同參數化策略的適用性。 模型校準（Model Calibration）： 探討如何通過調整模型參數，使其輸齣結果與觀測數據盡可能匹配。 模型驗證（Model Validation）： 強調使用獨立的數據集或評估指標來檢驗模型的預測能力和可靠性。 不確定性量化（Uncertainty Quantification）： 詳細講解模型中存在的各種不確定性來源（如參數不確定性、結構不確定性、輸入數據不確定性），以及量化和傳達這些不確定性的方法，例如敏感性分析和濛特卡洛模擬。 模型在生態學研究與實踐中的應用： 本書將清晰地展示生態模型在解決實際生態挑戰中的價值，例如： 生態修復與管理： 如何利用模型來評估不同管理策略的效果，指導棲息地恢復或物種保護。 環境影響評估： 預測人類活動（如土地利用變化、汙染排放）對生態係統的潛在影響。 氣候變化響應： 模擬氣候變化對物種分布、群落結構和生態係統功能的影響，為適應性管理提供科學依據。 生物多樣性保護： 應用模型來識彆瀕危物種的棲息地需求，評估保護措施的有效性。 《生態係統模型概論：第三版》並非一本介紹具體軟件操作或代碼實現的教程，而是側重於培養讀者理解建模思想、掌握建模方法以及批判性評估模型結果的能力。本書的語言嚴謹而清晰，邏輯性強，旨在讓讀者在掌握理論框架的同時，能夠融會貫通，為解決復雜而緊迫的生態問題提供強大的分析工具和深刻的洞察力。它是一本不可多得的、幫助讀者跨越理論與實踐鴻溝的寶貴參考書。

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這本書在生態係統尺度建模的討論上，展現齣瞭超越一般入門教材的廣度。它並未將焦點僅僅局限在單一物種或簡單的群落動態上，而是拓寬視野至生物地球化學循環和景觀生態學等宏大主題。比如，在探討碳循環模型時，作者不僅涉及瞭基本的碳儲庫和通量，還深入分析瞭氣候變化反饋機製如何被整閤到這些模型中去，這一點在當前全球變化研究的大背景下顯得尤為重要和及時。我注意到，作者在介紹這些復雜模型時，會穿插一些非常具有啓發性的“思想實驗”，這些實驗幫助我理解，當我們將多個子係統耦閤在一起時，湧現齣的復雜性是如何産生的。不同於一些隻側重於數學工具的書籍，這裏的重點始終是“生態學問題驅動建模”，而不是“模型驅動生態學”。每一章的結尾都會總結該尺度下模型的優勢與限製，這種結構設計使得讀者能夠清晰地分辨齣何時應該選擇一個宏觀的、簡化的模型，何時又必須訴諸於微觀的、精細的模擬。

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當我深入到模型求解與分析那一章節時，我真切地體會到瞭作者在理論深度上的造詣。這裏的內容絕非泛泛而談，而是直接深入到數值計算和不確定性分析的“硬核”部分。作者對微分方程組的數值求解方法的討論非常細緻，無論是歐拉法還是更精確的龍格-庫塔法，他們不僅給齣瞭數學描述，還結閤實際的生態學數據模擬場景進行瞭解釋，這一點對於那些希望將理論付諸實踐的讀者來說，簡直是黃金般的指引。更讓我印象深刻的是對模型校準與驗證的論述，這部分往往是教科書中的薄弱環節，但在這裏，作者用瞭大量的篇幅來探討如何處理參數估計的睏難、如何評估模型的預測能力，以及如何避免“過度擬閤”的陷阱。我特彆喜歡他們引入的敏感性分析的討論，它揭示瞭模型中哪些輸入變量對輸齣結果的影響最大，這對於資源有限的研究人員進行實驗設計具有極強的指導意義。這本書在處理建模的局限性和挑戰性時，態度非常坦誠，沒有過度美化建模過程，這種誠實的態度讓我更加信賴書中的每一個結論和建議。

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閱讀這本書的過程，與其說是學習知識，不如說是一場與領域內頂尖專傢的對話。作者的語言風格在保持學術嚴謹性的同時，又流露齣一種對生態學深刻的洞察力和人文關懷。在討論如何處理空間異質性時，我能感受到作者在權衡模型簡化與現實復雜性之間的掙紮與智慧。他們沒有提供一個放之四海而皆準的“萬能模型”，而是教導我們如何根據研究目的和數據可用性，像工匠一樣精心地“定製”模型。書中對於“湧現現象”（Emergent Properties）的討論，令我深思良久，它提醒我們，在模擬復雜係統中，係統的整體行為往往不能簡單地通過加總其組成部分的性質來預測。這種哲學層麵的引導，極大地提升瞭我對生態學研究範式的理解高度。此外，書中對軟件和編程語言在建模中的應用也進行瞭恰當的提及，雖然沒有深入到代碼級彆，但其前瞻性地指明瞭未來建模工作的發展方嚮，讓我對自己的技能提升有瞭更明確的規劃。

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這本《生態係統建模基礎，第三版》的封麵設計得很有現代感，色彩搭配沉穩又不失活力，一下子就抓住瞭我的眼球。內頁的排版布局清晰、專業，字體選擇和行間距都考慮到瞭閱讀的舒適度，這對於一本厚重的專業書籍來說至關重要。初次翻閱時，我尤其欣賞作者在引入核心概念時所采用的循序漸進的敘述方式。他們沒有直接拋齣復雜的數學公式，而是先從生態學問題的提齣入手，引導讀者理解為什麼要進行建模，以及不同模型在解決特定生態學難題上的適用性差異。例如，關於種群動態模型的介紹部分，作者巧妙地穿插瞭一些經典的曆史案例，讓抽象的理論變得鮮活起來，我能夠清晰地追蹤到從早期的邏輯斯蒂增長模型到更復雜的捕食者-獵物模型的發展脈絡。書中的插圖和圖錶製作精良，它們不僅僅是簡單的裝飾，而是作為理解復雜過程的有力工具，有些流程圖甚至能瞬間理清我原本感到混亂的反饋迴路。整體來看，這本書在內容組織上展現齣瞭高度的專業性和嚴謹性，同時兼顧瞭初學者上手的友好度，這使得我在閱讀初期就建立起瞭對後續內容的信心。

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這本書的第三版相較於前幾版，在對前沿研究的整閤上做得非常齣色，這充分體現瞭作者持續跟進行業發展的努力。我驚喜地發現，其中加入瞭關於貝葉斯方法在生態模型參數估計中的應用案例，以及對基於主體的模型（Agent-Based Models, ABM）的詳盡介紹。特彆是ABM的部分，它展示瞭一種徹底不同於傳統微分方程組的建模範式，強調瞭底層個體行為的交互如何驅動宏觀模式的形成。這部分內容的引入，極大地拓寬瞭我對“建模”二字的理解邊界。作者在描述這些新技術時，其筆觸依舊穩健，既沒有為瞭追求時髦而堆砌術語，也沒有因為其復雜性而迴避深入講解其核心邏輯。對於希望將自己的研究提升到前沿水平的讀者來說，掌握這些新工具和新視角是至關重要的，而這本書恰好提供瞭一張詳盡的、經過時間檢驗的路綫圖。總體而言，這是一部值得反復研讀、並能伴隨研究生涯成長的經典之作。

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