【摘 要】
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生态系统是一个由能量流驱动的复杂适应系统。生态系统中的各个物种通过由捕食关系形成的能量流构建了复杂的生态网络。能量流是由生态网络的结构决定的,同时在长时间的达尔
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生态系统是一个由能量流驱动的复杂适应系统。生态系统中的各个物种通过由捕食关系形成的能量流构建了复杂的生态网络。能量流是由生态网络的结构决定的,同时在长时间的达尔文自然选择过程中改变着整个生态网络的结构。
本文首先构建了一个基于能量流的演化生态网络的数学方程,方程运用了种群动力学和系统生态学的相关知识;随后,在数学方程基础上应用复杂适应系统和遗传算法机制建立了仿真模型,通过Java applet展示并用mathematica软件进行分析。
从模型的系统指标观察得到了一系列结果:系统的总能量流是逐渐增大的,最终达到一个稳态,模拟并验证了生态系统的最大流的假设;物种的自然选择过程中产生新的能量路径,导致了系统的总能量跳跃;在网络演化过程中,物种多性是增加的,这一点我们是通过“熵”来模拟观察的。最后我们简单地分析了网络的拓扑结构,检验了生态网络“二度分离”的现象。
本文用SNA的方法对一个现实的生态网络—美国切萨皮克湾生态网络,对其物种之间的能量流关系进行研究,分析了物种在网络中的地位作用和营养级的划分。初步探索了社会化网络的分析理论和UCINET工具可以用来进行生态网络的分析。
生态网络系统的理论和研究方法可以用来为很多现实系统作借鉴,例如工业生态、商业生态、金融生态等等,本文最后作了简单的延伸。
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