双稳种群的灭绝受其初始空间分布形状的影响
种群与进化
2021-09-15 v3
摘要
生物种群是存活还是最终走向灭绝的问题长期以来借助数学模型加以考察。本工作中，我们使用一个随机的、基于离散格点的随机游走模型来研究种群存活或灭绝，其中个体经历移动、出生和死亡事件。该离散模型定义于具有周期边界条件的二维六边形格点上。离散模型的一个关键特征是，通过指定两个不同的拥挤函数来引入拥挤效应，这两个函数分别支配局部个体密度如何影响移动事件与出生/死亡事件。该离散模型的连续极限描述是一个非线性反应扩散方程，我们聚焦于导致线性扩散和常与强 Allee 效应相关的双稳源项的拥挤函数。利用离散与连续建模工具，我们探究了种群长期存活或灭绝与其初始空间排布之间的复杂关系。具体而言，我们研究了不同的初始分布空间排布：(i) 充分混合的初始分布，其初始密度在区域内与位置无关；(ii) 垂直条带初始分布，其初始密度在区域内与垂直位置无关；以及 (iii) 若干形式的二维初始分布，其中初始种群分布于不同形状的区域中。我们的结果表明，种群的初始空间分布形状会影响双稳种群的灭绝。解决本工作所用离散与连续模型所需的全部软件均可在 GitHub 上获取。
引用
@article{arxiv.2101.01389,
title = {Extinction of bistable populations is affected by the shape of their initial spatial distribution},
author = {Yifei Li and Stuart T. Johnston and Pascal R. Buenzli and Peter van Heijster and Matthew J. Simpson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.01389},
year = {2021}
}
备注
14 figures