基于一般捕食者-猎物随机动力学的种群数据非平衡态摄食率推断
种群与进化
2025-03-19 v3
摘要
统计模型通常存在结构不可辨识性，因为不同的参数集可以导致相同的模型结果。为了能够从数据中进行预测和参数推断，随机种群模型必须是可辨识的，这意味着模型参数可以从大量的模型观测中被唯一推断。具体而言，精确估计捕食者-猎物动力学中的摄食率至关重要，因为捕食者-猎物过程是决定跨生态系统生物量传输的核心。模型参数通常在平稳态下进行估计，因为在这种情况下模型分析往往更容易。在本文中，我们分析了多资源捕食者-猎物模型中的参数冗余问题，表明模型的可辨识性取决于动力学是否已达到平稳态。具体而言，我们：(i) 使用生成函数解析计算捕食者丰度的稳态与非平衡态概率分布，这使我们能够揭示参数冗余并进行正确的极大似然估计。(ii) 通过追踪正在搜索或处理猎物的捕食者丰度来进行计算机模拟实验，随后利用这些数据进行极大似然参数估计。(iii) 证明当模型观测在非平衡态下记录时，摄食参数是真正可辨识的；而如果仅在平稳态下进行采样，则只能从数据中推断出速率的比率（即参数是冗余的）。我们讨论了这些结果在推断一般动力学模型参数时的启示。
引用
@article{arxiv.2401.01632,
title = {Out-of-equlibrium inference of feeding rates through population data from generic consumer-resource stochastic dynamics},
author = {Jose A. Capitan and David Alonso},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.01632},
year = {2025}
}