微小气候波动在概念生态系统模型中导致物种灭绝

物种灭绝是影响地球生命多样性的核心过程。研究灭绝成因与后果的一种方法是构建概念生态模型，并利用此类模型的动力学结果对地球生物圈的变化提供定量形式化。本文提出并研究了一种概念资源模型，其描述了一种简单易懂的资源竞争机制，推广了著名的 Huisman 与 Weissing 模型，并考虑了物种自我调控、灭绝以及资源的时间依赖性。我们通过解析研究与数值模拟，在混沌与周期性气候振荡下考察模型动力学，表明模型的随机动力学对初始参数有强烈依赖。我们还证明，若生态系统具有最大可能的生物多样性并利用最大量的资源，则模型中的灭绝不可避免。我们的概念建模为非线性过程在地球历史重大灭绝事件中具有重要作用的观点提供了理论支持。