石头剪刀布游戏中竞争对斑图形成的影响

我们研究了循环竞争对石头剪刀布游戏中斑图形成的影响。通过分别考虑随机和预设初始条件，我们观察到竞争率p对螺旋波稳定性及生物多样性涌现的关键影响。特别是，虽然p值的增加促进生物多样性，但可能对空间斑图形成产生不利影响。对于随机初始条件，我们观察到从生物多样性到吸收相的相变，其中迁移率的临界值在对数-对数尺度上随p值增加而线性增长，但当p变大时趋于饱和。对于预设初始条件，我们观察到单臂螺旋的形成，但仅在p值低于临界值时出现。一旦超过该值，螺旋解体并形成无序空间结构，主要由于空位的逾渗。因此，在有限种群中存在一个稳定单臂螺旋的竞争率临界值p_c。然而重要的是，p_c随系统尺寸增大而增加，因为噪声加剧了有序斑图的解体。此外，我们还发现p_c随迁移率增加而增大。这些现象由一个基于非线性偏微分方程的确定性模型再现。我们的发现表明，竞争对于受循环相互作用支配的生态系统中生物多样性的维持和斑图形成的涌现至关重要。