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第一篇 生命能量系统的动力学基本原理1

1 绪论1

1.1 引语1

1.2 建立生命科学数学模型是生命科学研究发展的必然趋势3

1.3 生命科学动力学模型的现状与简评4

1.4 生命能量系统的基本概念9

2 生命能量系统研究的方法论问题12

2.1 能量方程：描述生命活动的依据13

2.1.1 数学形式13

2.1.2 选择状态变量15

2.1.3 能量模型：高度归纳的动态特性描述16

2.2 支配原理：达到“随机论”与“决定论”的统一18

2.3 有序阶段性：自组织结构进化的外在表现形式21

2.4 对生命活动复杂性的理解23

3 理论背景25

3.1 能量及能量系统的一般概念25

3.1.1 能量25

3.1.2 能量系统27

3.2 系统科学与自组织理论29

3.2.1 耗散结构理论（Theory of Dissipative Structure）30

3.2.2 协同学（Synergetics）31

3.2.3 重正化群（Renormal Group）32

3.3 生物动力系统与混沌动力系统33

4 基本方程的建立及其生物学涵义的讨论35

4.1 两个基本概念35

4.1.1 能量空间和生命能量系统35

4.1.2 能量生长的阶段性36

4.2 能量生长过程分析37

4.3 问题讨论41

4.3.1 方程的生物学涵义41

4.3.2 能量与几种生物学、生态学模型中状态变量的关系42

4.3.3 生长阶段性和两个线性抑制因子的生物学诠释43

4.3.4 能量方程与经典方程的一般比较46

4.4 能量方程的耗散形式46

5 生命能量系统的结构分析49

5.1 一般概念49

5.2 能量系统的静态配置51

5.2.1 非依存型52

5.2.2 依存型52

5.2.3 配置分析53

5.3 奇点—组分之间的关联形式分析57

5.3.1 非依存关系的二元形式57

5.3.2 依存关系的二元形式61

5.3.3 依存关系的三元形式64

6 生命能量系统的稳定性及功能性反应65

6.1 能量系统稳定性的一般分析66

6.2 能量系统的结构稳定性研究69

6.3 功能性反应原理及形式72

6.3.1 功能性反应原理72

6.3.2 功能性反应形式75

7 生命能量系统的涨落响应机制77

7.1 组分Mi对系统的影响78

7.2 系统内其它组分对组分Mi的影响80

7.3 关于能量特征参数变化的影响84

7.4 能量系统涨落响应综述85

8 应用实例（1）：从植物生理生态的数据分析看能量模型特征参数的测定88

8.1 特征参数的理论分析89

8.2 能量生长动态过程的实验数据拟合91

8.2.1 实验数据的离散性和随机性分析91

8.2.2 根据实验数据求取特征参数的一般方法94

8.3 多元能量系统的参数辨识98

9 应用实例（2）：生命能量系统模型在种群生态学研究中的初步应用104

9.1 概述104

9.2 两种群能量模型107

9.2.1 依存型（以捕食关系为例）107

9.2.2 非依存型112

9.3 三种群能量模型115

10 应用实例（3）：生态系统工程的理论与方法120

10.1 研究方法121

10.2 农业生态系统中的能量关系126

第二篇 生命能量系统的混沌机制初探133

11 有关生命科学的混沌概念评述133

11.1 混沌的基本概念133

11.1.1 确定论系统的内在随机性135

11.1.2 对初值的敏感依赖性135

11.1.3 混沌序135

11.2 混沌的探索创立了新的思维方式137

11.3 混沌对生命科学研究的影响及我们的研究方法139

12 生命能量系统的混沌生态模型142

12.1 概述142

12.2 一维能量模型的复杂行为142

12.3 二维能量模型的复杂行为145

12.3.1 带时滞的捕食模型147

12.3.2 混沌状态的竞争模型150

12.4 三维能量模型的混沌现象151

12.5 结论154

13 生命能量系统中混沌的理论分析方法述要155

13.1 能量模型的符号动力系统156

13.1.1 符号动力系统的基本概念156

13.1.2 一维能量系统的符号分析法简介158

13.2 能量系统的Melnikov分析法161

13.2.1 Melnikov方法的基本概念162

13.2.2 Melnikov方法对能量系统的分析165

参考文献169

后记174