记忆塑造稳定景观：韧性-抗性权衡与临界转变

生物学、生态学等复杂系统中的制度转移常通过稳定景观和早期警示信号解释，这些信号隐含地假设无记忆效应的动力学。然而，许多真实系统都存在此类效应，其动力学依赖过去的状态和过去的作用。本文使用带分数导数（控制记忆强度）的最小双稳态模型研究记忆如何塑造双稳态稳定景观与制度转移。我们将景观几何与韧性和抗性的经典概念相联系，通过量化盆地曲率和跨越不稳定阈值所需的扰动幅度来衡量，并跟踪这些量在扰动后随时间演化。记忆通常会平坦化盆地底部，减慢恢复速度，同时常增加稳定性转变所需的扰动阈值，揭示了韧性与抗性之间的权衡。由于景观变得历史依赖且随时间演化，记忆产生的定性行为在无记忆模型中不存在，包括：在压力结束后出现的延迟坍塌或恢复、在看似成功的转变后出现的反弹、以及在渐变参数变化下出现的滞后现象扩大。最后，我们表明，将记忆驱动的数据拟合为记忆自由模型，虽能再现轨迹，却会系统性地偏移平衡分支和临界转折位置，危及对制度转移的正确诊断和管理。这些结果激励了动态景观观点，为解释观察到的异常现象和区分记忆驱动效应与噪声效应提供了实际指导。