合作行为如何能够在自私种群中产生是近年来的前沿热点问题之一，这是个融合了生物、经济、社会学、物理学、工程学等领域的交叉学科研究热点。其中种群的结构是演化博弈中合作问题研究的一个关键因素，而复杂网络为描述博弈关系提供了系统且方便的框架。本文以复杂网络和演化博弈理论为基础，以社会-经济系统作为研究背景，来研究结构种群中合作演化的动力学过程，并提出一些促进合作行为演化的机制。本文的工作主要包括以下几个方面的内容:　　1.在一个经典公共品博弈中，每个参加博弈的个体都有两种策略可以选择:合作和背叛。合作策略需要个体贡献一个合作代价，而背叛策略则不需要个体付出任何代价。但是在现实社会中，由于个体的差异等现实原因，除了贡献某固定数值c和0两种选择外，个体还是可能有其他贡献数额的可能。在这一章中，我们假设每个个体都可以贡献一个[0，c]区间中的任意数值，也就是策略的多样性。另外，我们定义了altruist和egotist两种类型的个体，以期深入地研究个体在演化过程中的策略选择。运用蒙特卡洛的仿真方法对系统中合作演化情况进行了数值计算，研究结果表明，策略多样性能很好地促进合作行为的出现和演化。另外，数值分析结果表明，没有个体在策略演化的过程中始终采取altruist或者egotist策略。　　2.在演化博弈理论研究中，我们首次提出了团体惩罚机制，并研究了其在结构化公共品演化博弈中的作用。在本文所提出的模型中，每个个体（称之为中心个体）组织一个由其和其邻居参加的公共品博弈，每轮博弈结束后每个个体都将获得博弈带来的收益。收益低于某阈值的中心个体将连同其所有邻居个体被删除，同时，相同数目的新个体将被补充进来以维持种群数目保持不变。同时，我们对比研究了在团体惩罚机制下合作行为在四种不同的网络结构上演化的情况，给出了深入的分析和讨论。运用蒙特卡洛仿真方法对系统中合作演化情况进行数值计算，我们得到了系统平衡态时的合作水平的变化情况，并相应地得到了促进合作水平的惩罚阈值的取值范围。另外，还发现在当前的研究框架下合作演化结果不依赖于网络拓扑结构。　　3.在复杂网络上的演化博弈研究中，我们提出了随机连接机制，扩展了通常的复杂网络模型假设。每个个体不但与其邻居个体进行博弈，同时它还可以随机连接一定数目的非邻居个体并与之进行博弈。每轮博弈结束后，释放这些连接关系并在下轮博弈时重新选择随机连接节点。而且，为了更好地接近真实社会系统的情形，我们假设在这种拓展的连接关系中，合作者的连接关系会被无条件接受，而背叛者的连接关系会以一定的概率（在[0，1]之问取值）被接受。采用拓展的对估计方法，我们得到了使得合作者在种群中占优的随机关系数目的取值范围，同时理论分析还表明，当背叛者的随机连接关系被一定程度抑制时，种群的合作水平也得到提高。最后，运用蒙特卡洛仿真方法对系统中合作演化情况进行了数值计算以验证上述理论分析结果和所提出机制的有效性。我们所提出的这种随机连接机制有助于理解合作行为的产生和演化。　　4.在复杂网络上的演化博弈研究中，我们提出了一种网络生长模型。这里的网络生长具体是指边增长发生在种群中的某一部分个体中，而这些个体是基于一定的规则而选取的。初始时，我们采用的是一个全连通网络，在这个网络中每个个体拥有相同的度。在这里，种群的数目在网络增长和合作演化中均保持不变。我们得到的主要结论是:(1)在我们提出的网络生长模型中，合作行为可以涌现，而且通过调整网络生长的规则，我们可以得到当收益较高的个体容易获得边增长的机会时，合作行为可以得到最大程度的产生和传播。(2)通过调整设定的边生长的数目，我们得到了最能促进合作行为产生和演化的参数范围。(3)结果表明当初始时合作者占的比例取适当数值时，我们可以得到系统平衡态时合作水平能得到极大地促进。总之结果表明合作行为可以在我们所提出的网络生长模型上产生和演化，有助于探究广泛存在的合作现象产生的根源。　　5.在复杂网络中的演化博弈研究中，个体通常根据收益来调节自己的策略。这里暗含的假设是个体可以得到其他一些节点的策略和收益的全部而准确的信息。这种假设有一定的局限性。个体获取信息的能力有限，并且为了最大化自己的收益，个体可能隐藏自己的策略，所以个体并不一定能够获取足够的信息。基于以上的原因，我们提出了一种接触模型，即不同策略个体之间通过接触而互相影响，进而以一定的概率改变对方的策略，并研究了其在规则网络中的演化机制。我们分析了在该模型下，复杂网络中合作策略存在的阈值。另外，用数值仿真的方法验证了我们的理论分析，得出了策略接触对合作的出现和保持有促进作用的结论。该模型并不基于收益的差异，从另一个角度解释了合作在结构化种群中的广泛存在的原因。　　6.共演化是复杂网络博弈中一个新的研究方向，在这一章中，我们融合研究了两种共演化机制（移动和断边重连）对于博弈困境中合作行为的产生和演化的影响。当面临不利于合作的环境时，个体可以用断边重连方式来改变自身所处的环境，或者通过移动方式到达新的环境。数值仿真结果表明，相比于个体移动的共演化机制，断边重连方式更能促进合作行为的产生和演化。断边重连方式可以促进种群中个体的度的异质性，有利于合作者形成团簇进而提高了整个群体的合作水平。当目前多数工作主要研究某一种共演化机制对种群的合作行为的影响时，我们所提出的两种共演化机制共存的模型是一个较大的创新，而且也得到了很好的研究结果。