科学出版社生命科学编辑部新书推介（2006-1月）

《微生物基因组》；《混沌生物学》（生命科学交叉系列）；《数字创世纪：人工生命的新科学》（生命科学交叉系列）；《脑与非线性动力学》（生命科学交叉系列）；《中国遗传伦理的争鸣与探索》（生命科学交叉系列）；     

非线性接触率和种群动力学对SI传染病模型的影响

本文研究了具有一般非线性接触率和易感类中具有Logistic增长的SI传染病模型的正不变集、平衡位置以及平衡位置的稳定性．     

太湖梅梁湾水华蓝藻复苏过程的研究

采用在底泥表面设置藻类细胞捕捉器的方法,测定其中的色素含量变化,并与水柱和底泥中的色素含量变化相比较.结果表明,藻类复苏与底泥环境中的温度、光照、溶解氧、氧化还原电位均有密切关系,叶绿素a、b和藻蓝素所表征的总藻类、绿藻以及蓝藻的上浮率分别为59.84%、76.83%和466.98%,3种藻的上浮量分别占相应浮游藻类最大生物量的7.18%、3.71%和9.33%.蓝藻复苏对太湖水华的形成具有很重要的意义.     

基于支持向量回归的棉铃虫蛹发育历期估测

温度与发育速率关系模拟是昆虫学研究的一个重要内容, 传统基于经验风险最小的非线性参数模型(Logan模型、Lactin模型和王氏模型)存在诸多弊端。本文基于结构风险最小的改进支持向量回归（SVR）研究温度与棉铃虫Helicoverpa armigera蛹发育历期关系。结果表明: 与传统非线性模型相比, SVR模型性能优异; 基于全部92个样本, SVR模型拟合和留一法预测的决定系数R²分别为0.998和0.996, 估测的蛹期三基点温度更可信。从全部样本中依温度均匀选取部分样本实施独立预测, 当训练集为20个样本时, SVR模型独立预测的R²为0.981, 优于传统非线性模型中独立预测最佳的Lactin模型（R²=0.958）; 当训练集进一步减少到12个样本时, SVR模型的R²仅降低到0.964, 而传统非线性模型均已不适用。结果提示SVR模型在小样本情况下较传统非线性模型优势明显, 在昆虫发育历期估测建模中有应用前景。     

人类最大可持续海洋足迹的模拟

在William Rees ＆ Mathis Wackernagel最初提出的生态足迹模型理论所划分的六类基本生态生产性土地面积中,海洋以其能为人类提供鱼类等海产品而被单独列为水域一项。海洋生物资源是一种典型的可再生资源,人类只有采取合理的开发策略方可保证海洋生物资源最大的可持续生产量。借用生态足迹、生物承载力概念的内涵,提出海洋足迹、海洋承载力两个新概念;运用非线性科学理论在海洋足迹与海洋承载力呈二次非线性关系的假设下,建立海洋承载力二次非线性开发的动力模式,并运用稳定性分析理论对其求解、分析。结果表明：（1）海洋承载力与其增长率呈正相关关系,与海洋足迹增长率呈负相关关系;（2）为保证海洋生物资源的可持续利用,人类必须控制最大海洋足迹增长率为r/xm（r为海洋承载力增长率,xm为最大海洋承载力）,方可获得可持续的最大海洋足迹为rxm/4,此时海洋承载力可以维持在稳定的平衡态（为其最大承载力的一半）。     

红松人工林林木果实产量预估模型

以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场红松人工林为研究对象,基于在12块固定样地中测定的579株红松单株结实量数据,采用Logistic回归模型及非线性回归模型构建了红松单木果实产量预测模型。首先,根据各样木的结实情况,采用SAS9.22统计软件建立了人工红松单株木结实与否的Logistic概率模型,并作为判断林木是否结实的基础模型。然后,通过分析红松人工林单木结实量与林木各调查因子的关系,构建了单株木果实产量的非线性预测模型。结果表明,文中建立的Logistic模型判断红松结实的正确率在65%以上。通过分析拟合效果,选择y=a(D2CW)b作为红松人工林果实产量预估的最优模型,其预估精度为77%,残差分布均匀,模型的拟合效果较好。最后采用2号样地实测的果实产量数据对两个模型同时进行了检验,结果表明该样地结实量的预估精度为92.78%。本研究为人工红松果实产量的预测提供了可行的方法。     

一类捕食-被捕食控制反应扩散方程非线性奇摄动问题

研究了一类非线性反应扩散方程奇摄动问题．在适当的条件下,首先求出了原问题的外部解, 然后利用伸长变量和幂级数展开理论构造出解的形式渐近展开式．最后利用微分不等式理论,讨论了问题解的一致有效性和渐近性态．     

中国人均生态足迹与生物承载力变化的EMD分析及情景预测

利用经验模态分解(EMD)方法分解并提取1961～2001年中国人均生态足迹与生物承载力变化的波动周期,建立具有周期性波动的非线性动力学预测模型,提出未来50a中国人均生态足迹和生物承载力变化的3种预测情景。结果表明:(1)40a来,中国人均生态足迹在波动中不断增加,具有明显的3.5a和8a两个波动周期;中国人均生物承载力在波动中不断减少,具有明显的2.7a和28a两个周期。(2)若一切照旧,即未来50a中国人均生态足迹与生物承载力保持过去40a的年均变化率不变,则人均生态足迹会持续上升,2050年达到3.391g.hm2;人均生物承载力持续下降,2050年降为0.490g.hm2;而人均生态赤字急剧拉大,2050年为3.024g.hm2,可持续发展形势非常严峻。(3)若缓慢变化,即未来20a中国人均生态足迹保持年均增长率1.195%、人均生物承载力年均减少率0.614%不变,则2025年人均生态足迹为1.849g.hm2、人均生物承载力为0.860g.hm2、人均赤字0.989g.hm2。(4)若人均生态足迹快速减少,即2025～2050年中国人均生态足迹年均减少率为0.996%、人均生物承载力年均减少率为0.614%不变,则2050年人均生态足迹为1.381g.hm2、人均生物承载力0.739g.hm2、人均生态赤字0.641g.hm2,但这需要中国经济发展和技术水平的极大提高、能源消费结构的多元化、居民消费意识和消费模式的快速转变、人民生活质量的极大改善。这样,中国的生态发展才有助于实现全球水平的生态可持续发展,在促进世界可持续发展的道路上起到积极的推动作用。     

具有阶段结构和非线性接触率的SI传染病模型的渐近性态

研究了一类具有阶段结构和非线性接触率的传染病模型的渐近性态,得到了传染病最终消除和成为地方病的阀值．     

基于光谱特征变量的湿地典型植物生态类型识别方法——以北京野鸭湖湿地为例

光谱特征变量的选择对于湿地植被识别的精度和效率有着直接的影响作用.以华北地区典型的淡水湿地——野鸭湖湿地为研究区,采用Field Spec 3野外高光谱辐射仪,获取了野鸭湖典型湿地植物的冠层光谱.以野外高光谱数据为基础,首先利用一阶导数与包络线去除的方法,分析和对比不同植物生态类型的光谱特征,选定了用于识别植物生态类型的光谱特征变量,选定的8个光谱特征变量为红边位置WP_r、红边幅值Dr、绿峰位置WP_g、绿峰幅值Rg、510 nm附近的吸收深度DEP-510和吸收面积AREA-510、675 nm附近的吸收深度DEP-675和吸收面积AREA-675.其中,7种植物生态类型的一阶导数光谱特征差异较小,吸收特征差异性相对较大.除WP_r和WP _g外,沉水植物Rg和Dr平均值最低,湿生植物的Rg平均值最高,达到0.164,栽培植物的Dr平均值最高,达到0.012.7种植物生态类型在675 nm附近的DEP-675和AREA-675均高于510 nm附近的DEP-510与AREA-510,除去栽培植物,随着水分梯度的变化,其他6种植物生态类型的吸收深度和吸收面积都表现出先升高后降低的趋势.然后利用单因素方差分析(One-way ANOVA)验证了所选光谱特征变量的区分度,在P≤0.01的置信水平下,选取的8个光谱特征变量都能够较好的区分7种植物生态类型,区分度的最小值为13,最大值为18,并且吸收特征参数的区分度优于一阶导数参数.最后应用非线性的反向传播人工神经网络(BP-ANN)与线性判别分析(FLDA)的类型识别方法,利用选定的8个光谱特征变量进行湿地植物生态类型识别,取得了较好的识别精度,两种方法的总分类精度分别达到85.5％和87.98％.单因素方差分析(One-way ANOVA)和不同分类器的分类精度表明,所选的8个光谱特征变量具有一定的普适性和可靠性.