三物种循环捕食-被捕食模型的微扰场论分析
统计力学
2023-05-12 v2 斑图形成与孤子
种群与进化
摘要
我们将微扰 Doi–Peliti 场论分析应用于随机空间扩展的对称石头-剪刀-布（Rock-Paper-Scissors, RPS）和 May–Leonard（ML）模型，其中三个物种进行循环竞争。与双物种 Lotka–Volterra 捕食-被捕食（LV）模型相比，根据数值模拟，这些循环模型似乎受内禀随机涨落的影响较小。事实上，我们证明了 ML 模型的定性特征对内禀反应噪声不敏感。相反，尽管尚未在数值模拟中观察到，我们发现 RPS 模型在微扰区域获得了显著的涨落诱导重正化，类似于 LV 模型。我们还在稳定性分析框架下研究了时空结构的形成，并清晰解释了 RPS 系统中空间图案的缺失，而时空结构的自发出现在 LV 和 ML 模型中十分突出。
引用
@article{arxiv.2303.08713,
title = {Perturbative Field-Theoretical Analysis of Three-Species Cyclic Predator-Prey Models},
author = {Louie Hong Yao and Mohamed Swailem and Ulrich Dobramysl and Uwe C. Täuber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.08713},
year = {2023}
}
备注
45 pages, 13 figures