涨落生态网络:用于模式检测与过程推断的最大熵方法综述
定量方法
2022-12-23 v2 无序系统与神经网络
数据分析、统计与概率
摘要
植物-传粉者系统与食物网等生态网络在时空上发生变化。这种变异性包括全局网络属性(如相互作用的总数与强度)的波动,也包括单个节点的局部属性(如物种水平相互作用的数量与强度)的波动。物种属性的波动会显著影响更高阶的网络特征,例如鲁棒性与嵌套性。因此,在依赖零模型的应用中,尤其是模式与扰动检测中,应当控制局部波动。相比之下,生态学家使用的大多数零模型随机化方法将节点级局部属性视为不可波动的硬约束。在此,我们综合了一套基于统计力学、解决硬约束局限的方法。我们通过一些实际例子说明了这些方法,并提供了开源代码。我们阐明了实验生态学家如何运用该方法,通过允许零模型约束(软约束)中的波动来检测非随机网络模式,这些零模型不仅重连边还重新分配相互作用强度。通过对典型拓扑与定量约束周围局部波动的物种异质性零建模,提供了一套统计稳健且扩展的(例如定量零模型)工具集,以理解生态网络的构建与恢复力。
引用
@article{arxiv.2106.13565,
title = {Fluctuating ecological networks: a synthesis of maximum-entropy approaches for pattern detection and process inference},
author = {Tancredi Caruso and Giulio Virginio Clemente and Matthias C Rillig and Diego Garlaschelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.13565},
year = {2022}
}
备注
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