恢复力、反应性与变异性：生态学稳定性度量的数学比较

在理论研究中，最常用的生态学稳定性度量是恢复力：生态系统在脉冲扰动（或冲击）后渐近回归平衡状态的速率。一个日益流行的互补概念是反应性：对冲击的最强初始响应。另一方面，经验稳定性通常被量化为时间变异性的倒数，直接从数据中估计，并反映生态系统对持续且无规律的环境扰动的响应。目前尚不清楚这种经验度量是否以及如何与恢复力和反应性相关联。在此，我们通过引入两种基于变异性的稳定性度量来建立联系，它们属于恢复力和反应性的理论范畴。我们将它们称为内在的、随机和确定性的不变性；分别定义为对白噪声和单频扰动的最强稳态响应的倒数。我们证明它们可以预测生态系统对广泛类别扰动的最坏响应，包括环境波动的现实模型。我们表明它们是恢复力和反应性之间的中间度量，并且尽管是针对持续扰动定义的，它们可以与冲击后的整个瞬态机制相关联，使其成为比反应性和恢复力更具综合性的概念。我们认为不变性度量构成了一个垫脚石，并讨论了进一步统一理论和经验稳定性方法的挑战。