普利高津獎(jiǎng)?wù)碌弥鰾rian D. Fath教授新臨現(xiàn)場(chǎng)：生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)——理論生態(tài)學(xué)讀書(shū)會(huì)第六期

導(dǎo)語(yǔ)

集智俱樂(lè)部聯(lián)合北京林業(yè)大學(xué)大學(xué)副教授李周園，普利高津獎(jiǎng)?wù)碌弥?、Towson大學(xué)Brian D. Fath教授以及北京大學(xué)理論生態(tài)學(xué)課題組博士研究生于越共同發(fā)起，旨在深入探討理論生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)思想與前沿進(jìn)展，通過(guò)分享經(jīng)典文獻(xiàn)與最新研究，促進(jìn)對(duì)生態(tài)學(xué)復(fù)雜性、共存機(jī)制及生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的理解，推動(dòng)理論生態(tài)學(xué)與實(shí)際生態(tài)問(wèn)題的連接與創(chuàng)新。

在第六期讀書(shū)會(huì)中，將由本次讀書(shū)會(huì)發(fā)起人之一Brian D. Fath教授將在北京林業(yè)大學(xué)開(kāi)展《生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)：生長(zhǎng)、發(fā)展與衰退的指標(biāo)理論與實(shí)踐》 主題講座，屆時(shí)，《理論生態(tài)學(xué)讀書(shū)會(huì)》發(fā)起人，北京林業(yè)大學(xué)副教授李周園老師也將一同出席。本期線(xiàn)下分享對(duì)集智讀書(shū)會(huì)成員開(kāi)放，歡迎掃描文中報(bào)名二維碼參加。

內(nèi)容簡(jiǎn)介

Ecosystem dynamics: Theory and practice of indicators for growth, development, and decay

生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)：生長(zhǎng)、發(fā)展與衰退的指標(biāo)理論與實(shí)踐

Reviewing material from A New Ecology: A systems perspective (Nielsen et al. 2020) this seminar covers how ecosystems cycle through stages of growth and development, from early (r-selected) to late (K-selected) to eventual disturbance. Theory can explain the phenomenological traits regarding the change in complexity, throughflow, storage, retention time, and cycling to name a few. These can be measured and tracked using network analysis which combines both the energy/matter exchanges and the information of these network patterns. Research finds a trade-off between redundancy (which provides resilience) and organization (which provides efficient function) in which mature ecosystems have about 60% redundancy and 40% efficiency. Furthermore, this presentation uses an adaptive cycle framework to model the dynamics and introduces a new categorization using energy and entropy balances (Ghuchani and Fath 2025).

本期讀書(shū)會(huì)將介紹生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)經(jīng)典教材 A New Ecology: A Systems Perspective （《新的生態(tài)學(xué)：系統(tǒng)觀點(diǎn)》）（Nielsen et al. 2020）中的相關(guān)內(nèi)容，探討生態(tài)系統(tǒng)如何經(jīng)歷從早期（r-選擇）到成熟期（K-選擇）階段，直至最終發(fā)生擾動(dòng)的循環(huán)過(guò)程。相關(guān)的理論可以解釋復(fù)雜度、流量、存量、滯留時(shí)間和循環(huán)等現(xiàn)象特征的變化。這些特征可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析進(jìn)行測(cè)度和追蹤，該方法結(jié)合了能量/物質(zhì)交換和網(wǎng)絡(luò)模式信息。研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的冗余性（提供韌性）和組織性（提供效率）之間存在權(quán)衡，成熟生態(tài)系統(tǒng)大約擁有60%的冗余部分和40%高效部分。此外，本次報(bào)告運(yùn)用適應(yīng)性循環(huán)框架來(lái)建模這些動(dòng)態(tài)，并引入基于能量和熵平衡的新分類(lèi)方法（Ghuchani and Fath 2025）。

分享大綱

生態(tài)系統(tǒng)生命周期與變化階段

• 展示生態(tài)系統(tǒng)普遍存在的早期r選擇策略到成熟期K選擇策略模式及擾動(dòng)過(guò)程。

生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的變化特征

• 包括流動(dòng)性、儲(chǔ)存、滯留時(shí)間與循環(huán)過(guò)程等方面的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

網(wǎng)絡(luò)分析與冗余/效率權(quán)衡

• 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析衡量能量/物質(zhì)交換與信息，探討冗余度（韌性）與組織度（效率）的權(quán)衡，提出成熟生態(tài)系統(tǒng)60%冗余與40%效率比例。

適應(yīng)性循環(huán)框架與新分類(lèi)方法

• 引入適應(yīng)性循環(huán)框架對(duì)生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模，介紹基于能-熵平衡的新分類(lèi)方法。

核心概念

生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)（Ecosystem Ecology）、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（System Dynamics）、邏輯斯蒂增長(zhǎng)（Logistic growth）、r-/K-selected strategy（r-/K-選擇策略）、穩(wěn)定性（stability）、擾動(dòng)（disturbance）、復(fù)雜性（complexity）、流量（throughflow）、存量（storage）、滯留時(shí)間（retention time）、 循環(huán)（cycling）、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析（Ecological Network Analysis）、韌性（resilience）、冗余性（redundancy）、效率（efficiency）、能-熵平衡（energy entropy balances）。

主講人介紹

Brian D. Fath教授，國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）首席研究員（Principle Research Scholar）、Towson University生命科學(xué)學(xué)院教授，國(guó)際生態(tài)模型學(xué)會(huì)主席、2016年普利高津獎(jiǎng)?wù)碌弥鳌Ｉ鷳B(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)家、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析專(zhuān)家，Ecological Modelling ‘J?rgensen’綜述編輯。

線(xiàn)下嘉賓

李周園，北京林業(yè)大學(xué)副教授，清華大學(xué)博士、北京大學(xué)理論生態(tài)學(xué)組博士后，Wageningen大學(xué)訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者，國(guó)際生態(tài)模型學(xué)會(huì)顧問(wèn)委員。開(kāi)設(shè)生態(tài)系統(tǒng)分析與建模國(guó)際研究生課程，《生態(tài)系統(tǒng)管理》教材主編、Elsevier《生態(tài)學(xué)百科全書(shū)》英文版編委。研究論文發(fā)表于ES&T、Functional Ecology、Ecology Letters等一流國(guó)際刊物，主持國(guó)家自然基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目專(zhuān)題、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金、國(guó)家外專(zhuān)局國(guó)際合作等科研項(xiàng)目。從事理論生態(tài)學(xué)方法在草地生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)應(yīng)用交叉研究。研究方向：生態(tài)系統(tǒng)建模 （ecosystem modeling）、時(shí)空數(shù)據(jù)分析（spatiotemporal data analysis）、生物多樣性（biodiversity）。

2026年1月8日（周四）下午15:20-16:30，北京林業(yè)大學(xué)校內(nèi)線(xiàn)下+騰訊會(huì)議線(xiàn)上、微信視頻號(hào)、集智俱樂(lè)部B站直播同步進(jìn)行，感興趣的朋友掃碼報(bào)名加入理論生態(tài)學(xué)讀書(shū)會(huì)后，可進(jìn)入學(xué)員群進(jìn)行交流。有意線(xiàn)下到場(chǎng)參加的同學(xué)可在報(bào)名讀書(shū)會(huì)后，請(qǐng)掃描線(xiàn)下報(bào)名渠道二維碼，提交報(bào)名信息。

1. 讀書(shū)會(huì)報(bào)名二維碼

2.線(xiàn)下參會(huì)報(bào)名

線(xiàn)下地點(diǎn)：北京林業(yè)大學(xué)校內(nèi)（具體地點(diǎn)在報(bào)名后通知）

時(shí)間：2026年1月8日（周四）下午15:20-16:30

參與方式： 面向集智理論生態(tài)學(xué)讀書(shū)會(huì)成員和北林校內(nèi)師生開(kāi)放,掃描上方二維碼，報(bào)名參加理論生態(tài)學(xué)讀書(shū)會(huì)后可進(jìn)入讀書(shū)會(huì)學(xué)員群獲取線(xiàn)下講座報(bào)名渠道。

1. 直播信息

微信直播預(yù)約信息：

報(bào)名讀書(shū)會(huì)：「理論生態(tài)學(xué)」

北京林業(yè)大學(xué)副教授李周園、國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所首席研究員Brian D. Fath教授、北京大學(xué)生態(tài)學(xué)博士研究生于越共同發(fā)起。

讀書(shū)會(huì)從“道不遠(yuǎn)人”的理論生態(tài)學(xué)概述出發(fā)，面向前沿分支，領(lǐng)讀主題包括：時(shí)間維度——種群時(shí)間變異性尺度分析；關(guān)系維度——高階相互作用理論、種間相互作用、綜合動(dòng)力學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的擬動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法；集合群落理論與物種共存問(wèn)題；生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的指標(biāo)框架等方面，從經(jīng)典到流行，從結(jié)構(gòu)到行為。力圖綱舉目張、深入淺出，盡可能展現(xiàn)理論生態(tài)學(xué)在解構(gòu)自然復(fù)雜系統(tǒng)中精彩而有力量的風(fēng)貌。

1. 本期理論生態(tài)學(xué)讀書(shū)會(huì)推薦閱讀材料

1. 「理論生態(tài)學(xué)」讀書(shū)會(huì)閱讀材料

（https://pattern.swarma.org/article/378）

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