扩散限制与生态界面的粗糙化
种群与进化
2014-03-19 v1
摘要
有限的扩散距离，无论是与营养生长还是局部繁殖相关，都会引起空间聚集，进而将生态相互作用集中在邻域尺度。特别是，大多数入侵植物是克隆的，通过营养繁殖聚集，并在局部竞争。扩散限制意味着入侵扩散以入侵物种和本地物种之间的生态界面前沿推进的形式发生。沿界面的种间竞争产生入侵生长程度的随机变化。这些随机涨落的发展，称为随机粗糙化，通常会将界面结构化为自仿射分形；随之产生一系列幂律标度关系。对于一系列同时表现出向前和侧向传播的局部生长过程，入侵推进的程度沿界面空间相关，并且界面的宽度（入侵者和本地者直接竞争的区域）随时间呈幂函数增加。一旦粗糙化达到统计平衡，界面宽度和超出平均入侵的最先进入侵者（“领跑者”）的位置都应随界面长度呈幂函数增加。为了验证这些预测，我们让白三叶草(Trifolium repens)实验性地入侵黑麦草(Lolium perenne)。空间相关性如预期发展，界面宽度和领跑者的领先距离都随长度呈幂律标度。然而，标度指数不同，这可能是三叶草生长形态的结果。动力学粗糙化理论为理解种间相互作用空间格局的原因和后果提供了一个新框架，并表明当界面测量在局部尺度上时，可以预测扩展空间尺度上入侵前沿的性质。
引用
@article{arxiv.1403.4574,
title = {Dispersal limitation and roughening of the ecological interface},
author = {Andrew J. Allstadt and Jonathan A. Newman and Jonathan A. Walter and G. Korniss and Thomas Caraco},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.4574},
year = {2014}
}