通过路径增殖实现生态网络的功能整合

在复杂系统的网络模型中普遍出现大规模结构模式，包括倾斜的节点度分布和小世界拓扑。这些模式暗示了共同的组织约束和相似的功能后果。在此，我们研究一种称为路径增殖的结构模式。先前枚举连接物种的路径的研究确定，随着路径长度增加，路径数量趋于无界增长。我们假设这种路径增殖影响生态系统中能量、物质和信息的流动。在本文中，我们阐明了路径增殖概念，引入了节点-节点增殖率的度量，描述了影响该速率的因素，并在 17 个大型经验食物网中刻画了它。在此调查期间，我们揭示了这些系统内的模块化组织。超过一半的食物网由一个或多个内部强连接但与其余系统弱连接的子群组成。此外，这些模块具有不同的增殖率。我们得出结论：生态网络中的路径增殖揭示了将通过循环间接效应在功能上整合的物种子群。