基于更高阶相互作用的生态系统中生物多样性与种群丰度分布模式的自组织
种群与进化
2025-10-29 v1 混沌动力学
生物物理
摘要
解释自组织生物多样性和种群丰度分布模式的出现仍是生态学中的根本性挑战。虽然中性理论和基于两两物种相互作用的模型已提供了宝贵的见解，但这些模型常常忽略了更高阶相互作用 (HOIs)，而对稳定生态系统的作用正日益受到认可。本文将广义 Lotka-Volterra 框架扩展以包含 HOIs，证明这些相互作用可以增强生态系统的稳定性并防止崩溃。我们的模型表现出多样化的涌现动力学，包括自持振荡、准周期 (torus) 轨迹以及间歇混沌。令人惊讶的是，它还再现了跨越 diverse 自然社区所观察到的经验种群丰度分布。这些结果凸显了 HOIs 在构成生物多样性中的关键作用，为捕捉生态系统复杂性提供了一套广泛适用的理论框架。
引用
@article{arxiv.2507.22287,
title = {Self-organized biodiversity and species abundance distribution patterns in ecosystems with higher-order interactions},
author = {Ju Kang and Yiyuan Niu and Yuanzhi Li and Chengjin Chu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.22287},
year = {2025}
}
备注
Main: 10 pages, 3 figures; SM: 17 pages, 15 figures