Allee 效应对耦合三物种系统中极端事件的影响

我们考虑两个耦合的三物种种群斑块的动力学,纳入 Allee 效应,聚焦于耦合系统中极端事件的发生。首先我们表明,耦合与 Allee 效应之间的相互作用可能改变动力学性质,在一定的 Allee 参数和耦合强度范围内,规则周期动力学变为混沌。此外,植被种群的增长在耦合强度和 Allee 参数超过临界值时出现爆炸性 blow-up。最有趣的是,我们观察到在耦合强度和 Allee 参数超过阈值后,所有三个物种的种群密度均呈现产生极端事件的非零概率。斑块中捕食者种群极端事件的出现最为普遍,且捕食者种群中出现大偏差的概率不受耦合强度或 Allee 效应的显著影响。在无 Allee 效应时,耦合系统中猎物种群在低耦合强度下不出现极端事件,但在耦合强度超过临界值后极端事件急剧增加。斑块中植被种群仅在存在 Allee 效应时,在足够强耦合下呈现小的有限极端事件概率。最后我们考虑加性噪声对极端事件持续普遍性的影响。非常显著地,我们发现噪声抑制了由 Allee 效应与耦合共同诱导的无界植被增长。进一步,我们证明噪声缓解了所有三个种群中的极端事件,且在超过一定噪声水平后,系统中完全观察不到任何极端事件。该发现对自然和实验系统中极端事件的潜在可观测性具有重要影响。