具有非互易物种-资源交互的复杂生态系统中的混沌相变
生物物理
2024-03-25 v2 无序系统与神经网络
统计力学
摘要
微观组分间的非互易交互可深刻塑造复杂系统的大尺度性质。此处，我们通过分析具有物种与资源间非对称交互的 MacArthur 消费者-资源模型之推广，研究理论生态学背景下的非互易效应。结合解析腔体计算与数值模拟，我们表明此类生态系统随非互易程度增加通常会经历向混沌动力学的相变。我们解析构造了该模型的相图，并表明混沌的出现由单一量控制：存活物种数与存活资源数之比。我们还数值计算了混沌相的李雅普诺夫指数，并细致分析了有限尺寸效应。我们的发现展示了非互易交互如何即便在最简单的生态消费者-资源模型中也能引发复杂且不可预测的动力学行为。
引用
@article{arxiv.2308.15757,
title = {Phase transition to chaos in complex ecosystems with non-reciprocal species-resource interactions},
author = {Emmy Blumenthal and Jason W. Rocks and Pankaj Mehta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.15757},
year = {2024}
}
备注
5 pages, 4 figures; SI: 22 pages, 19 figures