时滞对广义 Lotka-Volterra 生态动力学中涌现稳定性模式的影响
种群与进化
2021-10-25 v1 生物物理
摘要
理解生态系统可行性与稳定性的条件理论生态学中的一大挑战。May 于 1972 年的开创性工作以及基于随机矩阵理论的近期进展，揭示了生态动力学中稳定性与可行性均存在涌现的普适模式。然而，仅有少数研究探讨了时滞与种群动力学耦合在可行且稳定状态涌现中的作用。在本工作中，我们研究了在封闭生态环境中多种相互作用物种的广义 Lotka-Volterra 种群动力学中时滞的影响。首先，我们考察了在无时滞情形下所建生态群落的可行性与稳定性之间的关系，并在种内相互作用占主导时发现了一种简单的解析关系。接着我们展示，通过增加时滞，种群动力学的稳定性相态会发生转变：从平衡态转变为稳定的非点吸引子相。我们解析地计算出该转变的临界时滞，并表明其与数值模拟高度吻合。最后，我们引入了一种适用于非平衡动力学的稳定性度量，并展示在时滞所诱导的振荡 regime 中，稳定性随生态系统多样性的增加而增强。
引用
@article{arxiv.2110.11914,
title = {Effect of delay on the emergent stability patterns in Generalized Lotka-Volterra ecological dynamics},
author = {Meghdad Saeedian and Emanuele Pigani and Amos Maritan and Samir Suweis and Sandro Azaele},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.11914},
year = {2021}
}