生态系统的稳定性一直是生态学家关注的焦点,食物网是生态系统最重要的组成部分,是物质循环和能量流动的表现形式,同时反应出群落间复杂的种间关系。本研究将从食物网的拓扑结构和能量流动两个方面探索生态系统的稳定性,通过将最大熵模型应用到食物网物质能量分布中,从而估计合理的模型系数,探索新的方法来研究自然界的物种分布,对保护全球生态系统的多样性具有重要的指导意义。本文使用了来源于同一个数据集的20个食物网。该数据集由北卡罗来纳州大学威明顿分校的Stuart Borrett教授整理并提供,并已被前人广泛研究。本研究基于最大熵原理,建立了食物网的度分布和碳通量分布,并对分布进行了检验,研究结果表明:(1)在20个食物网中,基于最大熵模型的度分布有80%的最大熵模型与经验分布没有显著不同,拟合效果良好。在置信区间宽度的检验中,近70%的食物网置信区间宽度与最大熵模型有明显不同。这表明,虽然分布曲线以及数据增长趋势与经验分布是一致的,但是大部分食物网中每个数据点的预测度呈现偏高或偏低的趋势。(2)在研究S、C对度分布最大熵模型的影响发现,物种数S对拟合优度fG与相对宽度W95有正相关影响,而连接度C在较大或较小值的时候,模型拟合优度与宽度较为良好。因此,以S、C为最大熵假设,将其应用到食物网度分布的建模中是合适的,但是随着物种数的增多,有来源于食物网自身的未知因素对度分布产生了约束,这种因素的影响使得最大熵偏离了经验分布,且此未知因素在物种数小的食物网中影响较小。(3)在基于最大熵模型建立的食物网碳通量分布中,45%的食物网(9个)拟合效果较好,55%的食物网(11个)拟合效果较差,拟合效果最好的生态系统是湖泊生态系统,拟合效果最差的是海洋生态系统。除拟合效果极好与极差的之外,大多数食物网的碳通量最大熵分布在碳通量较大的位置预测值偏高,且在极小型食物网(连接数<100)与极大型食物网(连接数>1000)的食物网中拟合效果较差。对于类似海洋生态系统这种复杂食物网,碳通量的分布更适合分营养级或将消费者资源分布分开建立,在之前关于食物网碳通量相关建模的研究中也体现了这一点。(4)基于最大熵分布对食物网中物种的平均碳通量进行建模结果表明,拟合程度不够理想,但这不是说最大熵模型不能对它们进行数据拟合,只是这两种分布的最大熵模型约束还有待于更多的探索。