涌现竞争塑造多营养级生态系统的生态特性

生态系统通常组织为营养级——占据食物链同一层级的生物（例如植物、食草动物、食肉动物）。理论生态学的一个基本问题是如何通过营养结构、多样性与竞争之间的相互作用来塑造生态系统的特性。为解决这个问题，我们使用零温空腔方法和数值模拟分析了一个具有三个营养级的广义消费者-资源模型。我们发现营养级内多样性通过其他营养级介导的反馈，导致同一营养级内物种间的“涌现竞争”。这种涌现竞争引发了从自上而下控制机制（种群受捕食者限制）到自下而上控制机制（种群受初级生产者限制）的交叉，并由一个与不同营养级存活物种比例相关的简单序参量刻画。我们表明理论结果与经验观测一致，提示此处概述的理论方法可用于理解具有多个营养级的复杂生态系统。