混沌中的生态学幽灵:非传递性与高阶效应的结合

历史上,关于生态群落结构的思考围绕成对相互作用的结构展开,如竞争、捕食、互利等。近来日益增长的文献承认,将物种对作为群落生态学隐喻性“分子”的基线假设未必成立,且某些包含三个或更多物种的结构可能无法被有益地拆分为成对组分。两个例子是非传递竞争(物种 A 支配物种 B,B 支配 C,C 支配 A)与非线性高阶效应。尽管这两个过程已被广泛讨论,但二者同时作为同一动态系统一部分时如何表现的显式分析尚未见于文献。波多黎各的咖啡农场存在一个具体情形:三种蚂蚁至少在部分农场形成非传递竞争三元组,且该三元组受到一种蝇类寄生者的强烈非线性影响,后者改变了三元组中某一物种的竞争能力。我们以该安排为模板,用简单的 ODE 模型探究其动力学后果。结果复杂,包含交替的周期与混沌吸引子。然而,这些复杂性的定性结构可通过对系统基本自然史的反思轻易获得。