涨落种群中石头-剪刀-布博弈的固定性质

石头-剪刀-布博弈隐喻地刻画了生态学与微生物学中的循环优势。在静态环境中，这些模型的特征是固定概率在大型与小型充分混合种群中遵循两种不同的“定律”。本文研究这三种群模型在随机切换的承载容量（刻画资源稀缺与丰裕状态间无尽变化）作用下的演化。主要关注等价于循环Lotka-Volterra模型的零和石头-剪刀-布博弈，我们研究人口噪声与环境噪声的耦合如何影响固定性质。具体而言，我们考察在涨落规模的种群中最可能胜出的物种，以及结果如何依赖于环境变异性。我们表明，人口噪声与环境随机性耦合通过平衡选择效应而“拉平”了循环竞争的场。特别地，我们证明快速切换按承载容量方差的比例有效地降低了选择强度。我们确定了新固定情景出现的条件，其中最可能胜出的物种随切换速率与承载容量方差而改变。随机切换对平均固定时间影响有限，后者随平均种群规模线性缩放。因此，环境随机性使循环竞争更趋平等，但并未延长物种共存。我们还展示了如何通过重新标度选择强度，由零和模型的固定概率得到近似零和石头-剪刀-布博弈的固定概率。