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Population Dynamics Based on Individual Stochasticity -  Ryo Oizumi

Population Dynamics Based on Individual Stochasticity (eBook)

(Autor)

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2022 | 1st ed. 2022
X, 101 Seiten
Springer Nature Singapore (Verlag)
978-981-19-3548-0 (ISBN)
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This book demonstrates that population structure and dynamics can be reconstructed by stochastic analysis. Population projection is usually based on age-structured population models. These models consist of age-dependent fertility and mortality, whereas birth and death processes generally arise from states of individuals. For example, a number of seeds are proportional to tree size, and amount of income and savings are the basis of decision making for birth behavior in human beings. Thus, even though individuals belong to an identical cohort, they have different fertility and mortality. To treat this kind of individual heterogeneity, stochastic state transitions are reasonable rather than the deterministic states. This book extends deterministic systems to stochastic systems specifically, constructing a state transition model represented by stochastic differential equations. The diffusion process generated by stochastic differential equations provides statistics determining population dynamics, i.e., heterogeneity is incorporated in population dynamics as its statistics. Applying this perspective to demography and evolutionary biology, we can consider the role of heterogeneity in life history or evolution. These concepts are provided to readers with explanations of stochastic analysis.



Ryo Oizumi, National Institute of Population and Social Security Research



This book demonstrates that population structure and dynamics can be reconstructed by stochastic analysis. Population projection is usually based on age-structured population models. These models consist of age-dependent fertility and mortality, whereas birth and death processes generally arise from states of individuals. For example, a number of seeds are proportional to tree size, and amount of income and savings are the basis of decision making for birth behavior in human beings. Thus, even though individuals belong to an identical cohort, they have different fertility and mortality. To treat this kind of individual heterogeneity, stochastic state transitions are reasonable rather than the deterministic states. This book extends deterministic systems to stochastic systems specifically, constructing a state transition model represented by stochastic differential equations. The diffusion process generated by stochastic differential equations provides statistics determining population dynamics, i.e., heterogeneity is incorporated in population dynamics as its statistics. Applying this perspective to demography and evolutionary biology, we can consider the role of heterogeneity in life history or evolution. These concepts are provided to readers with explanations of stochastic analysis.
Erscheint lt. Verlag 17.9.2022
Reihe/Serie Population Studies of Japan
Population Studies of Japan
SpringerBriefs in Population Studies
SpringerBriefs in Population Studies
Zusatzinfo X, 101 p. 9 illus., 1 illus. in color.
Sprache englisch
Themenwelt Mathematik / Informatik Mathematik Angewandte Mathematik
Naturwissenschaften Biologie
Sozialwissenschaften Politik / Verwaltung
Sozialwissenschaften Soziologie Empirische Sozialforschung
Sozialwissenschaften Soziologie Spezielle Soziologien
Wirtschaft Volkswirtschaftslehre Wirtschaftspolitik
Schlagworte Adaptive Life History • Age-structure • Individual Stochasticity • Path-integral Representation • structured population models
ISBN-10 981-19-3548-3 / 9811935483
ISBN-13 978-981-19-3548-0 / 9789811935480
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