Ecotoxicology Modeling pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:James Devillers

出品人:

頁數:412

译者:

出版時間:2009-8-17

價格:USD 229.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9781441901965

叢書系列:Emerging Topics in Ecotoxicology

圖書標籤:

• 生態毒理學
• 環境科學
• 數學建模
• 風險評估
• 汙染物
• 生態係統
• 生物纍積
• 環境影響
• 模型構建
• 數據分析

《環境毒理學建模》 背景與目標 環境汙染是當今世界麵臨的最嚴峻的挑戰之一，其對生態係統健康和人類福祉構成瞭嚴重威脅。理解和預測汙染物在環境中的行為、歸宿以及對生物體的潛在影響，是製定有效環境管理和風險評估策略的關鍵。環境毒理學建模應運而生，它利用數學和計算機模型來模擬和預測這些復雜的相互作用，從而為科研人員、政策製定者和環境管理者提供科學依據。 本書旨在深入探討環境毒理學建模的理論基礎、方法論、應用實例以及未來發展趨勢。我們緻力於為讀者提供一個全麵而深入的視角，幫助他們理解如何構建、驗證和應用各類環境毒理學模型，以解決現實世界中的環境問題。 核心內容 本書將圍繞以下幾個核心方麵展開： 理論基礎與概念框架： 環境毒理學基礎： 深入闡述環境毒理學的基本原理，包括汙染物的來源、遷移轉化、暴露途徑、毒性機製、劑量-效應關係以及生態風險評估的基本概念。 模型構建的理論依據： 介紹驅動模型開發的科學原理，例如質量守恒定律、物質平衡方程、動力學過程的描述（如一級反應、零級反應）、熱力學原理等。 模型分類與選擇： 探討不同類型的環境毒理學模型，如物理化學模型、生物模型、暴露模型、風險評估模型等，並指導讀者根據研究目標和數據可用性選擇閤適的模型。 模型構建與參數化： 模型結構設計： 講解如何根據研究問題和環境介質（水、土壤、空氣、生物組織）的特性，設計模型的空間和時間尺度，以及如何識彆和納入關鍵過程（如揮發、吸附、降解、生物富集）。 數學方程的建立： 詳細介紹如何將環境和毒理學過程轉化為數學方程，包括微分方程、偏微分方程、代數方程等。 參數獲取與不確定性分析： 闡述模型參數的來源，包括文獻數據、實驗測量、現場調查以及模型校準。重點討論參數不確定性對模型預測結果的影響，以及如何進行敏感性分析和不確定性傳播。 模型校準、驗證與評估： 校準方法： 介紹常用的模型校準技術，如最小二乘法、最大似然估計等，以及如何優化模型參數以最好地擬閤觀測數據。 模型驗證： 講解模型驗證的重要性，以及如何利用獨立的觀測數據對模型的預測能力進行評估。 模型評估指標： 介紹各種統計指標，如均方根誤差（RMSE）、平均絕對誤差（MAE）、決定係數（R²）等，用於量化模型的準確性和可靠性。 主要環境毒理學模型類型詳解： 暴露模型： 物理化學模型： 重點介紹模擬汙染物在不同環境介質中的遷移、轉化和歸宿的模型，例如PFC（Persistent, Bioaccumulative, and Toxic）類物質在環境中的行為模型、重金屬在土壤中的淋溶模型、揮發性有機物在空氣中的擴散模型等。 生物暴露模型： 探討模擬生物體攝入、吸收、分布、代謝和排泄（ADME）過程的模型，例如生物富集因子（BAF）模型、生物放大因子（BMF）模型、劑量-生物標誌物模型等。 效應模型（毒性模型）： 個體水平模型： 描述汙染物對單個生物體生理、生化指標影響的模型，如特定器官的毒性模型、生長模型、繁殖模型等。 群體水平模型： 模擬汙染物對生物群體（種群、群落、生態係統）動態和結構影響的模型，例如種群數量模型、群落結構模型、生態係統功能模型等。 風險評估模型： 整閤暴露和效應模型，評估汙染物對人類健康和生態係統造成風險的模型。將介紹標準化的風險評估框架，以及如何利用模型進行風險錶徵和管理。 高級建模技術與應用： 空間模型與地理信息係統（GIS）： 探討如何將空間信息融入模型，實現對汙染物空間分布和風險的精細化評估。 集成模型與多尺度建模： 介紹如何將不同尺度的模型（如分子模型、個體模型、生態係統模型）進行耦閤，以更全麵地理解環境毒理學過程。 數據驅動模型與機器學習： 探討如何利用大數據和機器學習技術開發新的環境毒理學模型，以及這些技術在模型預測和風險評估中的潛力。 不確定性量化與決策支持： 深入討論如何量化模型的不確定性，以及如何將模型輸齣用於支持環境政策和風險管理決策。 案例研究與實踐指導： 本書將通過多個實際案例，展示環境毒理學模型在不同領域的應用，例如： 農藥在農業生態係統中的遷移轉化與對非靶標生物的影響評估。 工業廢水汙染物在水體生態係統中的暴露與風險評估。 空氣汙染物對森林生態係統和人類健康的長期影響預測。 持久性有機汙染物（POPs）在食物鏈中的生物纍積與放大機製研究。 針對每個案例，我們將詳細解析模型的構建思路、參數選擇、運行過程和結果解讀。 未來展望與挑戰： 模型的集成與互操作性： 探討如何構建更加集成化和標準化的模型平颱，提高模型之間的互操作性。 模型復雜性與可解釋性： 如何在提高模型預測能力的同時，保證模型的清晰度和可解釋性。 新興汙染物的建模： 麵對日益增多的新型汙染物，如何開發有效的建模方法進行預測和評估。 公眾參與與信息傳播： 探討如何利用模型結果與公眾溝通環境風險，並支持科學決策。 讀者對象 本書適閤環境科學、生態學、毒理學、環境工程、化學、生物學以及相關領域的本科生、研究生、科研人員、環境谘詢師、政府部門環境管理者和政策製定者。無論您是初學者還是有經驗的研究者，本書都將為您提供寶貴的知識和工具，以應對日益復雜的環境挑戰。 核心價值 本書的核心價值在於： 1. 係統性： 提供環境毒理學建模的完整理論框架和方法論。 2. 實用性： 結閤豐富的案例研究，指導讀者進行實際的模型應用。 3. 前瞻性： 探討最新的建模技術和未來的發展方嚮。 4. 批判性： 引導讀者深入理解模型的不確定性，並做齣審慎的決策。 通過閱讀本書，您將能夠更深入地理解環境汙染物的作用機製，更有效地評估其潛在風險，並為保護我們共同的地球傢園貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

從裝幀和排版的角度來看，這本書的設計也體現瞭對讀者的尊重。字體選擇清晰易讀，數學符號的渲染質量極高，尤其是在處理那些涉及希臘字母和上下標的復雜積分和張量符號時，沒有任何模糊不清的情況。這對於需要長時間閱讀和查閱公式的科研人員來說，是一個巨大的加分項。內容組織上，它遵循瞭一種非常邏輯化的遞進結構：從基礎的單物種藥代動力學模型（PK/PD）開始，逐步擴展到復雜的食物網傳遞和景觀尺度效應。這種由微觀到宏觀的推進方式，使得讀者可以根據自己的知識背景選擇性地深入學習。即便是對生態毒理學略有涉獵但對建模不甚熟悉的讀者，也能通過前幾章的紮實基礎，逐步跟上後續章節的深度。總而言之，這是一部製作精良、內容紮實、具有高度可操作性的專業參考書，值得在任何環境科學和毒理學研究機構的架子上占有一席之地。

评分☆☆☆☆☆

不得不提這本書在數據處理和計算工具介紹上的詳盡程度。它不是那種隻停留在理論層麵的書籍，而是手把手教你如何將這些復雜的生態毒理學方程轉化為可執行的計算機代碼。書中附帶的R語言腳本示例和Python接口說明，對於我們這些習慣於使用現成軟件的實踐者來說，簡直是雪中送炭。我嘗試著復現瞭書中關於“群體水平毒性預測”的濛特卡洛模擬，發現其代碼結構清晰、注釋詳盡，極大地降低瞭實現復雜模型的門檻。更重要的是，它對不同求解器的性能差異進行瞭客觀的比較，例如有限元法與有限差分法的優劣分析，這對於優化計算資源和縮短模擬時間至關重要。這本書真正體現瞭“知行閤一”，把最尖端的數學理論，通過現代編程語言，成功地轉化為瞭工程師和科學傢手中可以立刻操作的利器，這種結閤的緊密程度，在同類齣版物中非常罕見。

评分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠不止於“模型構建”本身，它深刻地觸及瞭生態係統穩定性和韌性的哲學核心。閱讀過程中，我不斷思考一個問題：我們建立的模型究竟是在描述“真實”的生態係統，還是僅僅在模擬我們期望看到的係統行為？作者們在討論模型簡化時，展現瞭極大的審慎和坦誠，他們毫不避諱地指齣瞭當前大多數模型在處理生物多樣性喪失或快速氣候變化情境下的局限性。例如，書中關於“適應性響應”的探討，提齣瞭一個非常激進的觀點：傳統的毒理學模型可能係統性地低估瞭長期、低劑量暴露對遺傳多樣性的潛在進化壓力。這種批判性的視角，讓這本書從一本技術手冊升華為一本引人深思的學術著作。對於那些緻力於製定長期環境政策的決策者而言，這本書能提供必要的工具去質疑那些看似“精確”卻可能過度簡化的風險評估報告。它教導我們，模型是工具，而非真理的最終仲裁者。

评分☆☆☆☆☆

這本《Ecotoxicology Modeling》的理論框架簡直是構建復雜環境風險評估模型的基石，尤其是在描述跨物種毒性傳遞機製方麵，它提供瞭一種近乎完美的數學化描述。書中對非綫性反應動力學的處理尤其令人印象深刻，它沒有止步於簡單的劑量-效應麯綫，而是深入挖掘瞭生物係統在麵對微量汙染物衝擊時錶現齣的潛力和閾值效應。我花瞭大量時間研究其中關於“時間滯後效應”的章節，作者們似乎成功地將生態係統中普遍存在的反饋迴路和調節機製，通過偏微分方程組巧妙地整閤進瞭預測模型中。對於那些需要將實驗室數據轉化為具有前瞻性的區域尺度風險預測的同行來說，這本書無疑是份珍貴的參考手冊。它要求讀者具備紮實的生物化學和高等數學基礎，但一旦掌握瞭其中的核心算法，你將能以一種全新的、更具預測性的視角去看待環境化學品的行為，遠遠超越瞭傳統的水體遷移模型所能提供的範疇。書中引用的案例研究雖然側重於水生生態係統，但其方法論的普適性非常強，讓我開始思考如何將這些模型應用於土壤微生物群落的擾動分析中，這絕對是一本能夠激發高級研究思維的書籍。

评分☆☆☆☆☆

初讀這本書時，我以為它會是一本枯燥的教科書，充斥著公式和晦澀的術語，但事實證明，我的擔憂完全是多餘的。它的敘事節奏感極佳，更像是一部關於環境科學偵探小說的指南。作者們不是簡單地羅列公式，而是像引人入勝地講述瞭一個個“汙染物如何欺騙生物係統”的故事。我特彆喜歡其中關於“生物放大”的章節，它不是用傳統的營養級聯模型來解釋，而是通過建立一個多組分反應擴散係統，清晰地展示瞭汙染物如何在不同的脂溶性梯度上選擇性地積纍，以及這種選擇性如何反過來重塑生態係統的結構。這種敘事方式使得即便是涉及復雜微分幾何的概念，讀起來也相對順暢。對於剛接觸生態毒理學建模的碩士生來說，這本書提供瞭一個極佳的“腳手架”，幫助他們理解理論模型是如何與實地監測數據進行嚴謹對接的，尤其是關於模型參數校準和不確定性分析的部分，實用性極強，簡直是野外實驗設計手冊的完美補充。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆