强环境随机性下 Rosenzweig-MacArthur 模型对函数形式不敏感
种群与进化
2025-10-30 v4
摘要
经典的 Rosenzweig-MacArthur 捕食者-猎物模型已被证明与生态学中其他耦合非线性常微分方程（ODEs）一样，表现出令人担忧的对模型结构的敏感性。这种敏感性表现为：具有几乎相同形状但不同数学表达式的饱和功能反应会产生显著不同的群落动态。利用 Fussman & Blasius（2005）所考虑三种功能反应的 Rosenzweig-MacArthur 模型随机微分方程（SDE）版本，我证明了这种敏感性似乎仅是 ODE 或弱噪声随机系统的性质。相比之下，具有强环境噪声的 SDE 无论使用何种数学公式，都具有非常相似的涨落模式。尽管线性化捕食者-猎物模型的特征值曾被用作结构敏感性的论据，它们也可作为反对结构敏感性的论据。虽然特征值实部的符号对模型结构敏感，但其大小与虚部的存在与否并不敏感，这暗示了在较广承载能力范围内的噪声驱动振荡。随后我讨论了在随机设定下评估结构敏感性的多种方法，适用于捕食者-猎物或其他生态系统。
引用
@article{arxiv.2209.01185,
title = {No sensitivity to functional forms in the Rosenzweig-MacArthur model with strong environmental stochasticity},
author = {Frédéric Barraquand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.01185},
year = {2025}
}