基于达尔文主义的演化动力学研究涵盖多个学科，具有重大理论价值与广阔的应用前景。本文主要运用演化动力学理论研究合作的演化机制。合作现象在自然界中普遍存在。通过合作，社会、经济和生命等系统在演化过程中产生了更高层次的组织形式。而依据达尔文自然选择论，自私个体的作弊行为将得到选择，而合作行为将会被抑制。为了解释合作演化这一难题，演化博弈论为研究合作机制提供了一个数学框架。同时，复杂网络理论为描述个体之间的博弈关系提供了一个方便的工具。近年来，演化博弈论与复杂网络的结合，尤其是带有结构的种群中的演化动力学，引起了众多学者的兴趣，相关研究成果层出不穷。本文紧密围绕结构种群中的合作演化研究，展开了以下工作：　　 首先，对应于囚徒困境与雪堆博弈两类不同博弈类型，本文定量刻画了当一小撮合作者入侵在空间结构上的作弊者时，所增长的合作者团簇所表现出的时空特征，并基于对估计方法研究了这种合作者入侵动力学。此外，还研究了空间博弈中个体策略更新中的噪声水平对于这两类博弈中合作演化的作用，发现了噪声对合作者空间自组织形态的影响依赖于所使用的博弈类型。这些工作进一步表明了在空间博弈中不同的博弈类型会导致大相径庭的现象与结论。　　 其次，提出了一种基于图上的中性演化的快速摄动计算方法，分析了复杂网络度分布的异质程度对合作演化的影响。这种方法可有效地预测任何给定网络拓扑上的任意博弈类型在弱选择情况下的演化结果。利用这一方法，证实了种群的空间结构利于合作的演化，但随着网络的异质程度的增加（如从规则方格到星状图），种群的异质性反而抑制了合作的演化。此外，还研究了一类有关博弈作用与策略更新过程相互分离并相互作用的模型。在这个模型中，合作水平会随着这两类动力学的相互作用强度变化而呈现出最优结果。　　 再次，提出了个体基于声望而切换博弈对象的共演化模型。这种基于声望的间接互惠机制极大地促进了合作在这种共演化动力学中的涌现与维持。此外，还简要研究了生成的博弈关系网络拓扑性质，个体声望记忆的衰减效应，以及博弈对象切换的时间尺度与策略动力学的时间尺度之比对合作的影响。另外，还探讨了博弈对象切换与策略动力学相互作用的程度对合作的作用，并发现了合作演化随着这两类动力学作用的程度表现出最优合作水平。　　 最后，针对自愿接种免疫博弈与内群偏私这两类社会行为中的合作问题，进行了建模与分析。在自愿接种免疫博弈动力学中，个体模仿社会伙伴的免疫决策影响了人群中的免疫率，甚至会导致比理性均衡预测还要低的接种免疫率。另外，人群结构对自愿接种免疫博弈结果有着“双刃剑”的效应：人群结构会促进接种免疫者比例；但当接种免疫的代价超过某临界值时，空间结构实际上抑制了接种免疫率。此外，基于一个关于群组结构的最小建构模型，研究了个体的内群偏私对合作演化的影响，并利用溯祖理论得到了在弱选择情况下合作得以演化的条件。