用于入侵物种建模与管理的霍克斯过程
种群与进化
2017-12-13 v1 人工智能
计算工程、金融与科学
社会与信息网络
物理与社会
摘要
入侵物种向新区域的扩散威胁着生态系统的稳定性，并造成农业和林业的重大经济损失。我们提出一种在有限干预预算下最小化入侵物种扩散的新方法。我们首先使用霍克斯过程对入侵物种传播进行建模，然后推导出刻画干预行动对入侵过程影响的闭式表达式。我们据此基于整数规划公式获得最优干预方案，并将该最优方案与实践中使用的几种生态学启发的启发式策略进行比较。我们针对入侵控制问题的两种变体进行了实证研究：最小化最终入侵速率，以及最小化给定时间范围末端的入侵数量。我们的结果表明，优化后的干预以 20% 的成本节约实现了几乎与完全根除该物种同等的控制水平。此外，我们设计了一种基于入侵个体密度与生命阶段组合的启发式干预策略，发现其出奇地接近优化策略，表明这可作为入侵物种管理中的一个良好经验法则。
引用
@article{arxiv.1712.04386,
title = {Hawkes Processes for Invasive Species Modeling and Management},
author = {Amrita Gupta and Mehrdad Farajtabar and Bistra Dilkina and Hongyuan Zha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.04386},
year = {2017}
}