Biodiversity in model ecosystems, II: Species assembly and food web structure
这是两篇论文中的第二篇，致力于竞争和生物多样性的人口模型之间的关系。本文考虑通过不断引入新种〈动〉<动>使种群动力学远离不动点的物种聚集模型，并将系统在不动点处的共存条件推广到这类模型.我们在这里定义的共享猎物的物种之间的生态重叠，提供了一个有效的种间竞争和营养网络拓扑结构的定量测量。我们得到的重叠分布的一个新的模型的基础上的移民和物种形成的模拟，并表明，他们是在很好的协议与三个大的天然食物网测量。正如第一篇论文所讨论的，环境的快速波动与竞争物种共存的条件相互作用，限制了一个营养级所能容纳的最大生物多样性。生物多样性的水平限制与能量耗散或波动增长相结合，在我们的模型中，这限制了食物网在垂直方向上的长度。这些成分产生一个有效的食物网模型，产生一个生物多样性的配置文件，最大的中间营养级，在现场研究的协议。
2005-02-19 q-bio.PE
Diverse interactions and ecosystem engineering stabilize community assembly
一个生态群落的复杂性可以被提炼成一个网络，在这个网络中，不同的相互作用将物种连接在一个依赖的网络中。物种之间不仅相互作用，而且通过环境效应间接地相互作用，然而这些生态系统工程师的作用尚未在生态网络模型中得到考虑。在这里，我们探讨生态系统组装的动力学，在一个社区内的物种的殖民化和灭绝取决于营养，服务和工程依赖所施加的约束。我们表明，我们的组装模型再现了生态系统的许多关键特征，如在组装过程中的通才的作用，现实的最大营养水平，并增加嵌套与更高频率的互惠。我们发现，生态系统工程对灭绝率有很大的非线性影响，通过创造小生境空间促进鲁棒性，但同时增加了灭绝级联的幅度。我们强调冗余的重要性，在工程效果，并表明，这种冗余降低了殖民化的障碍，促进社区的多样性。总之，我们的研究结果表明，生态工程师可能会提高社区的多样性，同时增加持久性，促进殖民化和限制竞争排斥。
2019-08-06 q-bio.PE
A Stochastic Model for the Species Abundance Problem in an Ecological Community
我们提出了一个模型的基础上耦合乘法随机过程来了解竞争物种在生态系统中的动态。这个过程可以用福克-普朗克方程来描述。给出了边际平稳分布的解析表达式。我们的解决方案被发现在很好的协议与数值模拟和比较，而从热带森林的观测数据。
2004-03-04 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Metabolite mediated modeling of microbial community dynamics captures emergent behavior more effectively than species-species modeling
肠道微生物组的个性化模型对于疾病预防和治疗很有价值。为此，需要一个数学模型来预测微生物群落的组成和微生物群落的涌现行为。我们寻求一种建模策略，可以捕捉紧急行为时，从通用的个人交互集。我们的研究表明，种-代谢物相互作用模型能够更好地捕捉群落组成动态中的涌现行为比直接种-种模型。使用公开的数据，我们研究的能力，种-种模型和种-代谢物模型预测三重生长实验的结果对生长实验。我们比较了二次物种-物种相互作用模型和二次物种-代谢物相互作用模型，并得出结论，只有物种-代谢物模型具有必要的复杂性来解释各种各样的相互依赖的增长结果。我们还表明，一般的种-种相互作用模型不能匹配观察到的群落生长动态的模式，而种-代谢物模型可以。我们的结论是，物种代谢物建模将是重要的，准确的，临床上有用的微生物群落模型的发展。
2019-08-19 q-bio.PE
Quasi-steady uptake and bacterial community assembly in a mathematical model of soil-phosphorus mobility
我们数学模型的磷的吸收由一个植物和两个细菌群组成的土壤群落：互补营养和寡养。出现了四种平衡状态，一种是每个物种垄断资源并统治社区，另一种是所有物种共存。我们表明，动力学控制的化学吸附细菌死亡的比率允许振荡状态或准稳态摄取。我们展示了一个稳定的状态是如何出现的，土壤和植物养分含量对施肥量的增加没有反应。然而，额外的施肥支持共生体导致社区重组。我们的研究结果表明，在养分吸收实验中的时间序列测量的重要性。
2020-10-26 math.DS q-bio.PE
Stability of two-species communities: drift, environmental stochasticity, storage effect and selection
有限大小群落中两个竞争种群的动态是群体遗传学和群落生态学中研究最多的问题之一。随机波动不可避免地导致其中一个物种的灭绝，但相关的时间尺度取决于潜在的动态。社区的持续时间已经计算了中性模型，其中系统的唯一驱动力是漂移（人口统计随机性）和强选择模型。本文根据近年来对环境随机性在经验系统中的重要性的分析，提出了一个考虑漂移、环境变化和与时间无关的选择优势的两种群群落持续时间的一般理论。
2016-11-29 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Simple Model of Complex Reflection Behaviour in Two-Species Community
建立了两种群群落的智能迁移模型，种群个体采取自反的空间再分布策略。模拟已被用来找出的情况下，反射给出了一个非反射的空间行为的优势，反之亦然。
2007-06-14 q-bio.PE
Chaotic turnover of rare and abundant species in a strongly interacting model community
本文通过具有弱迁入和强无序竞争相互作用的Lotka-Volterra模型，揭示物种丰富群落中稀有与优势物种的混沌更替机制，并提出焦点物种模型解释间歇性兴衰动力学及幂律丰度衰减模式。
2024-11-21 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Species assembly in model ecosystems, I: Analysis of the population model and the invasion dynamics
最近，我们引入了一个简化的生态系统组装模型（Capitan等人，2009年），我们能够以精确的方式绘制出由外部入侵产生的所有组装途径。在本文中，我们提供了一个更深入的分析模型，获得分析结果，并介绍了一些近似，使我们能够重建我们以前的工作的结果。特别地，我们证明了一类非常一般的营养级结构食物网的种群动力学方程存在唯一的全局稳定的内部平衡点。我们分析表明，社区发现的组装过程的最终状态是金字塔形的，我们发现，在任何营养水平的任何物种的平衡丰度是近似成反比的物种数量在该级别。我们还发现，入侵居民社区的顶级捕食者的人均增长率是理解我们以前的工作中报告的复杂的最终状态的关键。这些速率的符号允许我们在参数空间中分离区域，其中最终状态是单个社区或包含多个社区的复杂集合。我们还建立了分析近似的物种丰度的时间演变，使我们能够确定，高精度，入侵可能导致的灭绝的顺序。最后，我们应用这种分析来获得最终状态的社区。为了测试的准确性的过渡概率矩阵产生的分析过程中的最终状态，我们比较了这些集的平均值与从图中获得的数值积分的Lotka-Volterra方程。协议非常好。
2010-09-22 q-bio.PE
Nested species interactions promote feasibility over stability during the assembly of a pollinator community
生态群落持久性背后的基本概念基于两个生态特性：动态稳定性和可行性。前者通常被认为是群落在物种丰度扰动后恢复到原始平衡状态的能力，通常与种间相互作用的强度有关。后者是维持其所有组成物种的正丰度的能力，并与种间相互作用和物种的人口特征有关。在过去的40年里，生态学的理论研究一直强调寻找导致生态群落动态稳定性的条件，而导致可行性的条件却被忽视了。然而，到目前为止，我们还没有证据表明物种之间的相互作用是否更多地受到群落稳定或可行性需求的制约。在这里，我们引入新的定量方法，并使用经验数据来调查物种相互作用的动态稳定性和可行性的互惠社区的后果。首先，我们证明了越嵌套的物种在一个社区的相互作用，较低的互惠强度，社会可以容忍而不失去动力学稳定性。第二，我们表明，在一个社区的高可行性，可以达到高互惠强度或高度嵌套的物种相互作用。第三，我们发现，在位于Zackenberg研究站（格陵兰岛东北部）的季节性传粉昆虫群落的组装过程中，通过新来者和居民物种之间建立的嵌套物种相互作用达到了很高的可行性。我们的研究结果表明，嵌套互惠社区促进稳定的可行性，这可能表明，前者可以是社区持久性的关键。
2016-01-20 physics.pop-ph q-bio.PE q-bio.QM
Species Abundances Distribution in Neutral Community Models
本文导出了零和多项分布的一个解析近似，它给出了中性群落模型中物种的绝对分布。得到的分布函数很好地描述了计算机模拟结果的模型，并导致一个有趣的关系之间的总人数的个人，总人数的物种和最丰富的物种的大小所考虑的metachtability。在中性群体模型上的计算机模拟也证明了这种标度关系的有效性。
2005-03-17 q-bio.PE q-bio.QM
Analytic solution of Hubbell's model of local community dynamics
最近的理论方法，以社区结构和动态显示，许多大规模的社区结构的功能（如种级分布和种面积关系）可以解释一个所谓的中性模型。使用这种方法，物种被认为是等效的，营养关系没有被明确考虑在内。在这里，我们提供了一个一般的分析解决方案，哈贝尔的生物多样性中性理论的本地社区模型重铸它作为一个瓮模型，即马尔可夫描述的状态和它们的过渡。固定和时间依赖的分布进行了分析。平稳分布-也称为零和多项式-以封闭形式给出。通过对主方程的展开，得到了时间依赖性的近似形式。近似分布的时间演化被证明是一个很好的代表性的真实的时间演化的参数值的大范围内。
2003-05-07 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
Spatial and Ecological Scaling of Stability in Spatial Community Networks
在空间和生态网络中，有许多尺度可以量化稳定性。局部尺度分析侧重于空间网络的特定节点，而区域尺度分析则考虑整个网络。同样，物种和群落一级的分析要么说明单个物种，要么说明整个群落。此外，稳定性本身可以用多种方式定义，包括抵抗力（扰动引起的相对位移的倒数），初始恢复力（扰动后的回报率）和不变性（人口波动相对幅度的倒数）。在这里，我们分析这些稳定性的尺度依赖性。更具体地说，我们问空间尺度（本地与区域）和生态尺度（物种与社区）如何影响这些稳定性。我们发现，区域初始恢复力是当地的初始恢复力的加权算术平均值。区域电阻是局部电阻的调和平均值，这使得区域电阻特别容易受到低稳定性节点的影响，这与区域初始弹性不同。类似的结果之间的关系，社区和物种水平的初始弹性和阻力。抵抗力和初始复原力都是“无标度”的特性：区域和社区价值只是当地和物种价值的生物量加权平均值。因此，人们可以很容易地估计整个网络的稳定性度量从部分采样。相比之下，区域和社区层面的不变性通常分别大于地方和物种层面。因此，估计的不变性的空间或生态网络的测量在当地或物种的水平是比较复杂的，需要一个公正的估计网络（即区域或社区）的大小。
2022-10-18 physics.bio-ph q-bio.PE
When can few-species models describe dynamics within a complex community?
该研究理论分析嵌入稀疏相互作用复杂群落中的焦点物种，给出两种依赖有效参数的少变量近似方法，并阐明其何时可准确还原真实动态。
2024-09-10 q-bio.PE
Exclusion of the fittest predicts microbial community diversity in fluctuating environments
微生物生活在不可避免地在温和和恶劣条件之间波动的环境中。由于恶劣的条件可能会导致波动，波动发生的速度可以塑造微生物群落及其多样性，但我们仍然缺乏关于如何影响的直觉。在这里，我们建立了一个数学模型，描述两种微生物物种生活在一个环境中，底物供应随机切换丰富和稀缺。然后，我们改变开关的速率以及相互作用的物种的不同属性，并测量较弱的物种驱动较强的物种灭绝的概率。我们发现，这种可能性增加的强度，在恶劣的条件下，人口噪声和峰值在低，高，或中间的切换率取决于两个物种的能力，以承受恶劣的环境。这种复杂的关系表明，为什么在历史上很难找到环境波动和多样性之间的模式。然而，在最适合的物种最有可能被排除在外的参数范围内，较大群落的β多样性也达到了峰值。总之，环境波动如何影响几个物种对之间的相互作用，预测了它们对整个群落的β多样性的影响。
2021-09-16 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.bio-ph
Tropical rainforest bird community structure in relation to altitude, tree species composition, and null models in the Western Ghats, India
海拔梯度上物种分布的研究是必不可少的，以了解社区组织的原则，以及保护物种在山区。本研究探讨了物种丰富度，丰富度，组成，范围大小和分布的热带雨林鸟类在14个网站沿海拔梯度（500-1400米）在Kalakad Mundanthurai老虎保护区（KMTR）的西高止山脉，印度。与理论预期相反，留鸟的物种丰富度并没有随海拔的变化显着，但物种组成的变化很大（<10%的相似性）之间的最低和最高海拔网站。物种丰富度的恒定性可能是由于生产力的相对恒定性和植被结构缺乏海拔趋势。鸟类的海拔范围大小，预计将增加海拔根据拉波波特的规则，被发现显示出一个相反的倒U形模式，因为物种与狭窄的海拔分布，包括地方性，发生在两端的梯度（低于800米和高于1,200米）。鸟类物种组成也没有随机变化，沿梯度使用层次结构的零模型的社区大会，从完全不受约束的模型，物种丰富度和范围大小分布的限制。相反，鸟类群落组成与海拔和树种组成的网站显着相关，表明鸟类群落结构的决定性因素的影响。保护低海拔和高海拔地区和维护树种组成对栖息地的改变是重要的鸟类保护在南部西高止山脉雨林。
2005-10-17 q-bio.PE
Assembly ASM291031v2 (Genbank: GCA_002910315.2) identified as assembly of the Northern Dolly Varden (Salvelinus malma malma) genome, and not the Arctic char (S. alpinus) genome
到目前为止，12个完整的基因组，代表11个物种，属于6个属已被测序的鲑鱼。对于红点鲑属，它应该对北极红点鲑的基因组进行测序，北极红点鲑是脊椎动物中变化最大的物种之一。进行测序（Christensen等人，2018）使用从从事工业化养殖木炭的公司- Icy Waters Ltd.获得的雌性IW 2 -2015的组织。该公司利用其自己的两种亲鱼- NL和TR，来自Nauyuk湖和Tree河（Nunavut，加拿大）的木炭。由于雌性IW 2 -2015的完整线粒体基因组在已发表的组装ASM 291031 v2中不存在，我们从Genbank的序列读取档案中确定了其类型和完整序列。结果表明，该雌虫的有丝分裂基因组属于BERING单倍群，这是北方多莉Varden S的特征。马尔玛马尔玛。对核DNA编码的其他非连锁诊断位点（ITS 1、RAG 1、SFO-12、SFO-18、SMM-21）的分析也揭示了雌性IW 2 -2015中北方多莉瓦登的独特特征。由此推断，基因组组装体ASM 291031 v2不是从北极红点鲑个体获得的。alpinus，但来自一个相关物种的个体-北方多莉Varden S。马尔玛马尔玛。在亲鱼TR的其他个体中发现了与IW 2 -2015相同的雌性特征诊断位点。显然，亲鱼TR完全是来自北方多莉瓦登的品种。由于组装体ASM 291031 v2是从来自北多莉瓦登（树R.）分离自该物…
2019-12-23 q-bio.GN q-bio.PE
Seasonal species interactions minimize the impact of species turnover on the likelihood of community persistence
许多观察到的物种相互作用嵌入在生态群落不是永久性的，但其特点是随着非生物和生物变异观察到的时间变化。虽然工作已经完成描述和量化这些变化，很少有人知道它们对物种共存的后果。在这里，我们调查物种组成的变化在多大程度上影响的可能性，持久性的捕食者-猎物社区在高度季节性的Bialowieza原始森林（波兰东北部），以及在何种程度上季节性变化的物种相互作用（捕食者饮食）调制预期的影响。这种可能性估计扩展最近的事态发展的结构稳定性的研究在生态群落。我们发现，观察到的物种营业额强烈变化的可能性，夏季和冬季之间的社区持久性。重要的是，我们表明，所观察到的季节性相互作用的变化，最大限度地减少与物种营业额在一年中的持久性的可能性的变化。我们发现，这些社区动态可以解释为耦合的个别物种，他们的环境，最大限度地减少持久性条件的变化和季节之间的相互作用的变化。我们的研究结果提供了一个稳态的解释季节性物种的相互作用，并建议，监测协会的相互作用变化与社区动态的变化水平，可以提供一个很好的指标物种对环境压力的反应。
2016-01-20 physics.data-an q-bio.PE q-bio.QM
Beta-diversity of Central European forests decreases along an elevational gradient due to the variation in local community assembly processes
β-多样性一再被证明随着海拔的增加而下降，但这种模式的原因仍然不清楚，部分原因是它们被α-和γ-多样性的同步变化所混淆。我们使用了来自捷克国家植物社会学数据库的8，795个森林植被样地记录，将观察到的β多样性模式与控制α和γ多样性影响的零模型预期（β偏差）进行比较。我们测试了沿着1,200米海拔梯度的\b{eta} -多样性模式是否完全取决于不同物种池大小的影响，或者也取决于决定物种在群落中分布的群落组装机制的大小的变化（例如，环境过滤、扩散限制）。我们使用的空模型是一种新的扩展现有的空模型设计的存在/不存在的数据，并专门设计来破坏社区组装机制的影响，同时保留一些关键功能，如观察到的社区，平均物种丰富度和物种丰度分布。在具有可比海拔范围的10个次区域重复进行了分析。β-多样性下降沿海拔梯度，由于γ-多样性的下降，这是陡峭的下降比α-多样性。这种模式持续控制α和γ多样性变化后，结果是强大的，当使用不同的reservation方案和多样性指标。我们的结论是，在温带森林中的β-多样性随海拔降低的模式并不完全取决于物种池大小的变化，已经假设，但也在社区组装机制的变化。结果是一致的恢复计划和多样性措施，从而支持使用植被样地数据库的理解…
2018-11-04 q-bio.PE
Community Structure and Metacommunity Dynamics of Aquatic Invertebrates: a Test of the Neutral Theory
我们使用了49个离散的水生无脊椎动物群落的metacacitivity分析群落和metacitivity物种分布之间的动态关系，作为生物多样性和群落地理学的中性学说〈动〉<动>的测试。在社区尺度上，观察到的物种丰富度和相对丰度的变化是大于预测的中性模型，并揭示了重要的物种之间的差异，在竞争能力和容忍捕食。在代谢比例尺度上，代谢比例小于0.01%（占观察到的代谢的38%）的物种始终比模型预测的更丰富。我们的研究结果与中性学说〈动〉<动>不一致，并表明在中性模型中所有物种使用相同的生存概率歪曲了社区组装的实质性方面。然而，构建和测试中性模型可以为确定物种分布的过程提供有价值的见解。
2004-06-11 q-bio.PE
Local and collective transitions in sparsely-interacting ecological communities
自然群落中的相互作用可能是高度异质的，任何给定的物种只与其他物种中的一些物种相互作用，这种情况通常由稀疏相互作用网络表示。我们研究稀疏竞争相互作用的后果，在一个理论模型的社区组装从一个物种池。我们发现，社区可以在一些不同的制度，这取决于相互作用的强度。当相互作用很强时，共存物种的网络会分解成较小的子图，而对于较弱的相互作用，这些图会更大，更复杂，最终包含所有物种。这个过程是由新的允许子图的出现驱动的相互作用强度降低，导致急剧变化的多样性和其他社区属性，并在较弱的相互作用，两个不同的集体过渡：一个渗流过渡，并具有一个独特的平衡和具有多个替代平衡之间的过渡。因此，理解社区结构由两部分组成：第一，找出在给定的交互强度下允许哪些子图，第二，在整个社区中匹配这些结构的离散问题。在从许多以前的理论的重点转移，这些不同的制度可以通过修改单独的相互作用强度，而不需要异质性的相互作用强度或每个物种的竞争对手的数量。
2021-10-26 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
Fractional abundance and the ecology of community structure
限制相似性的生态学原理决定了在资源需求方面相似的物种将进行竞争，优势物种最终将劣势竞争者排除在群落之外。尽管如此，在任何特定的群落中，表面上相似的物种构成了很大比例的多样性，这一观察结果导致了这样的建议，即竞争实际上可能不是群落结构和组合的重要调节因素。在这里，我们适用于最近推出的度量物种的相互作用，分数（相对）丰度，树种的巴罗科罗拉多岛，巴拿马，特定的社区，启发了原始模型的非利基或“中性”社区dynamics9的热带潮湿森林。我们发现，对最密切相关的同源树种之间的分数丰度的分布不同于预期的竞争性排斥，但也不符合简单的相似性的期望，无论是推断在社区或对水平的这种物种的可重复性（一个基本要求的中立性）。类似的证据，从一个显着不同的干燥森林已被链接到集中，稳定的竞争的时间生态位动态。与这些早期的研究结果一起，这里报告的结果建立了一个潜在的广泛和重要的作用，物种之间的相互作用，在自然群落的多样性和维护，必须考虑从模式推断过程时。
2010-08-15 q-bio.PE
Uncovering symmetric and asymmetric species associations from community and environmental data
针对现有模型仅假设物种对称关联的局限，提出机器学习框架通过多物种条件生成模型提取对称与非对称双向物种关联，展现卓越恢复能力。
2025-07-12 cs.LG q-bio.PE stat.ML
Microclimatic variation in tropical canopies: A glimpse into the processes of community assembly in epiphytic bryophyte communities
Xishuangbanna Tropical Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences（中国科学院西双版纳热带植物园）；University of Liège（列日大学）；University of Lausanne（洛桑大学）；Aba Academy of Ecological Protection and Development（阿坝生态保护与发展研究院）；Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences（中国科学院地球化学研究所）；Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（西班牙国家研究委员会）；University of La Laguna（拉各拉大学）；INRAE AgroParisTech, Université Paris-Saclay（法国国家农业食品环境研究院巴黎理工学院，萨克雷大学）；Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences（中国科学院昆明植物研究所）；East China Normal University（华东师范大学）；Guangxi Institute of Botany, Guangxi Zhuang Autonomous Region and Chinese Academy of Sciences（广西植物研究所）；Hainan University（海南大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
研究发现，树冠层微气候垂直变化对附生苔藓群落组成影响显著，比树龄差异更关键，揭示了年轻与老树在殖民能力及栖息地条件上的差异。
2025-12-03 q-bio.PE
Thermodynamic constraints on the assembly and diversity of microbial ecosystems are different near to and far from equilibrium
非平衡态热力学长期以来一直是生态学家感兴趣的领域，因为大多数基本的生物过程，如蛋白质合成和呼吸，本质上是消耗能量的。微生物群落是一个自然的系统，以破译这一机制的基础，因为它们的相互作用的形式，底物消耗，代谢产物的生产，和交叉喂养可以明确地描述在热力学术语。以前的工作已经考虑了热力学约束如何影响物种对之间的竞争，但限制分析这是如何表现在复杂的动力系统。为了解决这一差距，我们开发了一个热力学微生物群落模型与完全可逆的反应动力学，它允许直接考虑自由能耗散。这也允许物种通过产品而不仅仅是底物相互作用，增加了动力学的复杂性，并允许出现更细致的相互作用类型分类。使用这个模型，我们发现，社区的多样性增加与基板不稳定性，因为更大的自由能的可用性允许更快地生成的小生境。因此，在群落建立的时间范围内会产生更多的生态位，从而导致最终的物种多样性〈动〉<动>度更高。我们还发现，允许物种利用接近平衡的反应增加了低自由能制度的多样性。在这样的制度，我们在这里确定两个新的热力学相互作用类型达到可比的传统（竞争和促进）类型的实力，强调热力学在社区动态中发挥的关键作用。我们的研究结果表明，占现实的热力学约束是至关重要的了解现实世界中的微生物群落的动态。
2021-11-16 physics.bio-ph q-bio.PE
Species traits and community properties explain species extinction effects on detritus-based food webs
土壤群落功能组成的变化对养分循环的影响仍然没有很好的理解。模拟群落动态的模型克服了在野外进行物种去除实验的技术挑战。然而，到目前为止，现有的土壤食物网〈动〉<动>模型不能充分代表有机质加工链，这是土壤动力学的关键。在这里，我们提出了一个新的土壤食物网〈动〉动>动态模型占异速生长的代谢率，有机质的个体发育，并明确表示氮和碳流量。我们用这个模型来研究什么样的性状是物种对群落生产力和养分循环影响的最佳预测因子。要做到这一点，我们删除了161营养物种（功能相同的物种组）一次从48个森林土壤食物网，并模拟他们的动态，直到平衡。模拟结果表明，性状的组合更好地确定去除效果比单一的。最小的物种是最具竞争力的物种，但不同体重的食肉动物表现出最高的连通性和资源相似性，可能是调节竞争力的关键石种。尽管如此，大多数清除效果较低，这表明功能冗余提供了一个高电阻的土壤食物网单一营养物种灭绝。我们还首次强调，食物网〈动〉<动>结构和土壤肥力可以以不可预测的方式彻底改变物种效应。此外，在过去的研究中，排除碎屑和化学计量的限制导致低估的间接影响和追溯。虽然还需要开展更多的工作，以纳入食草动物之间的互补性，但必须在模型中考虑到这些机制，以便更好地了解土壤食物网〈动〉<动>的功能。
2019-02-11 q-bio.PE
Integrated community occupancy models: A framework to assess occurrence and biodiversity dynamics using multiple data sources
由于全球变化，野生动物种群和群落的发生和分布正在发生变化。为了评估这些变化是否对生物多样性进程产生负面影响，监测环境变量对整个社区的状况、趋势和影响至关重要。然而，同时对多个物种的动态进行建模可能需要大量不同的数据，并且很少有建模方法可以同时提供物种和群落水平的推断。我们提出了一个“综合社区占用模型”（ESTA），统一的原则，数据集成和分层社区建模在一个单一的框架，提供推论的物种特异性和社区发生动态使用多个数据源。我们使用模拟来比较的层次结构的社区占用模型和单物种综合分布模型。然后，我们使用三个独立的数据源，应用我们的模型评估2010-2018年美国东北部白山国家森林中落叶采集鸟类的发生和生物多样性动态。模拟结果显示，与单一数据源模型相比，将多个数据源集成到数据库中可以提高物种和群落水平推断的精度和准确性，尽管集成的好处取决于数据源质量（例如，复制数量）。与单物种模型相比，该模型产生了更精确的物种水平估计。在我们的案例研究中，与单物种模型和仅使用三个数据源的子集的模型相比，该模型具有最高的样本外预测性能。生物多样性指数提供了一个有吸引力的方法来估计物种和生物多样性动态，这是额外的宝贵通知管理目标的个别物种和更广泛的社区。
2021-09-04 q-bio.PE q-bio.QM
The effects of ecological selection on species diversity and trait distribution: predictions and an empirical test
生态选择是群落聚集的主要驱动力。当具有中间性状值的物种获得最高的繁殖成功时，选择被归类为稳定，而当具有极端性状值的物种的适合度最高时，选择被认为是定向的。以往的研究探讨了不同选择类型对性状分布的影响，但选择对物种多样性〈动〉性<动>的影响仍不清楚。在这里，我们提出了一个框架来推断的类型和强度的选择，通过研究物种多样性〈动〉性<动>和性状分布一起对零期望。我们使用一个模拟模型来证实我们的预测，定向选择〈动〉应导致较低的物种多样性〈动〉<动>比稳定选择，尽管性状的社区加权方差有类似的效果。我们应用的框架，一年生植物的中围生态系统，以测试是否在物种多样性〈动〉性<动>两个栖息地之间的生产力不同的种子质量的选择差异。我们发现，在这两个栖息地，物种多样性〈动〉<动>低于零期望值，但物种多样性〈动〉性<动>更低的生产性栖息地。我们将这种差异归因于强定向选择〈动〉<动>的大种子物种在生产栖息地所示的性状社区加权平均值较高，社区加权方差低于零预期。在生产力较低的栖息地，我们发现，社区加权方差高于预期的机会，这表明种子质量可能是在这种条件下的生态位划分的驱动程序。总之，我们的研究结果表明，将物种多样性〈动〉<动>和性状分布视为由同一过程（生态选择）驱动的相互关联的模式，有助于理解群落组装。
2021-05-12 q-bio.PE
Permanence via invasion graphs: Incorporating community assembly into Modern Coexistence Theory
为了理解物种共存的机制，生态学家经常研究理论和数据驱动模型的入侵增长率。这些增长率对应于一个物种相对于支持其他物种的遍历性措施的人均增长率。在生态学文献中，共存通常等同于入侵增长率为正。直觉上，正的入侵增长率确保了物种从稀有中恢复过来。为了提供一个数学上严格的框架，这种方法，我们证明定理，回答两个问题：（一）当入侵增长率的迹象确定共存？(ii)当迹象充分时，哪些入侵增长率需要为正？我们专注于确定性模型，并将共存与持久性等同起来，即，一个远离灭绝的全局吸引子对于满足某些技术假设的模型，我们引入入侵图，其中顶点对应于支持遍历测度的物种（社区）的适当子集，定向边对应于由于缺失物种入侵而导致的社区之间的潜在过渡。这些定向边缘由侵入生长速率的符号决定。当入侵图是无环的（即没有序列的入侵开始和结束在同一个社区），我们表明，持久性是由入侵增长率的迹象。在这种情况下，永久性的特征是所有-i社区的可入侵性，即，没有物种i的群落，其中所有其他缺失物种具有负入侵增长率。我们表明，耗散洛特卡-沃尔泰拉模型满足我们的技术假设和计算他们的入侵图减少到求解线性方程组。我们提供额外的应用程序的结果，并讨论开放的问题。
2022-07-30 math.DS q-bio.PE
A Note on Species Richness and the Variance of Epidemic Severity
通常观察到的生态群落中物种数量与疾病风险之间的负相关性，通常被称为“稀释效应”，在过去十年中受到了大量关注。尝试测试这种关系的实验表明，除了平均疾病风险随着物种数量的减少，疾病风险的方差也是如此。这被称为“方差减少效应”，在疾病多样性文献中受到的关注相对较少。在这里，我们着手澄清和量化这些关系中的一些在一个理想化的模型，随机组装的多物种社区经历的流行病。我们专门研究了社区疾病繁殖率的方差，一个多物种的基本繁殖率R_0的扩展，为一个家庭的随机参数的元社区SIR模型，并显示社区的方差$R_0$的变化取决于是否传输是密度或频率依赖。最后，我们概述了方差的变化如何影响其他系统中的传输动态的进一步研究领域。
2020-01-20 q-bio.PE
A new method for faster and more accurate inference of species associations from big community data
1.联合物种分布模型（JSDM）解释了环境，生物协会的贡献，并可能空间结构的残差协方差的群落组成的空间变化。它们作为群落生态学和宏观生态学的一般分析框架表现出很大的希望，但目前的JSDM，即使用潜变量近似，在大型数据集上的规模也很差，限制了它们对当前新兴的大型（例如，元条形码和元基因组学）社区数据集。2.在这里，我们提出了一种新的，更具可扩展性的JSDM（sjSDM），通过使用联合JSDM可能性的蒙特卡罗积分，避免了使用潜在变量的需要，并允许对所有模型组件进行灵活的弹性网络正则化。我们在PyTorch中实现了sjSDM，PyTorch是一个现代的机器学习框架，可以利用CPU和GPU计算。使用模拟社区与已知的种-种协会和不同数量的物种和网站，我们比较SJSDM与最先进的JSDM实现，以确定计算的运行时间和准确性的推断种-种和种-环境协会。3.我们发现sjSDM比现有的JSDM算法快几个数量级（即使在CPU上运行），并且可以扩展到非常大的数据集。尽管速度大大提高，sjSDM比其他JSDM实现更准确地估计物种关联结构。我们展示了sjSDM的适用性，大社区数据使用eDNA的案例研究与成千上万的真菌操作分类单位（OTU）。4.我们的sjSDM方法使得JSDM分析具有数百或数千个物种的大型社区数据集成为可能，大大扩展了JSDM在生态学中的适用性。我们在R包中提供了我们的方法，以便于其适用于实际…
2021-07-02 q-bio.PE q-bio.QM stat.AP
Dynamically evolved community size and stability of random Lotka-Volterra ecosystems
本文利用动力生成泛函研究了具有随机相互作用系数的Lotka-Volterra系统中社区演化的稳定性和规模。生态系统的规模不是从一开始就确定的。相反，我们从一组可能的物种开始，这些物种可能会灭绝。有多少物种存活下来取决于相互作用矩阵的性质;在我们的模型中，在平稳状态下产生的食物网〈动〉<动>的大小是系统本身的性质，而不是大多数基于随机矩阵理论的研究中的控制参数。我们发现，捕食关系增强稳定性，物种相互作用的变异性促进不稳定性。物种间耦合的复杂性导致生态群落的规模缩小。因此，动态演化的群落规模和稳定性是正相关的。
2018-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Ecological landscapes guide the assembly of optimal microbial communities
组装最佳微生物群落是生物燃料生产、农业和人类健康等各种应用的关键。找到最优的社区是具有挑战性的，因为可能的社区的数量随着物种的数量呈指数级增长，因此即使对十几个物种也无法进行穷举搜索。通过一次添加或删除一个物种来改善社区功能的启发式搜索更实用，但这种策略是否能发现最佳或接近最佳的社区尚不清楚。使用有和没有交叉喂养的消费者资源模型，我们研究搜索的功效如何取决于资源的分布，生态位重叠，交叉喂养，和社区生态的其他方面。我们发现，搜索效率是由适当定义的生态景观的坚固性。我们确定了具体的耐用性措施，预测的搜索性能和鲁棒性的噪声和低采样密度。我们的方法的可行性证明了使用从土壤微生物群落的实验数据。总的来说，我们的研究结果建立了成功的启发式搜索的必要条件，并提供了具体的设计原则，建立高性能的微生物财团。
2021-12-15 q-bio.PE q-bio.QM
Environmental engineering is an emergent feature of diverse ecosystems and drives community structure
生态学的一个中心问题是理解塑造群落结构的生态过程。生态位理论强调竞争对维持物种多样性<动>的重要作用。这些见解中的许多都是使用麦克阿瑟的消费者资源模型（MCRM）或其概括得出的。大多数关于MCRM的理论工作都集中在具有少数物种和资源的小型生态系统上。然而，从小生态系统中获得的理论见解，许多不能扩展到具有许多资源和物种的大型生态系统，因为具有许多相互作用的组件的大型系统通常会显示新的涌现行为，这些行为无法通过分析较小的系统来理解或推断。为了解决这个缺点，我们开发了一个复杂的统计物理启发腔方法来分析MCRM时，物种的数量和资源的数量都很大。我们发现，在这个限制，物种一般和一贯扰乱他们的环境和显着修改可用的生态位。我们展示了我们的腔方法如何自然地将生态位理论推广到大型生态系统，通过考虑这种新兴的环境工程对物种入侵和生态稳定<动>的影响。我们的工作表明，环境工程是大型自然生态系统的一般特征，在分析和解释群落结构时必须考虑到。它还强调了植物物理学启发的方法在促进我们对生态学的理解方面可以发挥的重要作用。
2017-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Neutral Theory and Relative Species Abundance in Ecology
岛屿地理学理论[1]认为，一个岛屿或一个当地社区接近平衡物种丰富度是物种从更大的亚生态源区迁移和岛上物种的局部灭绝（当地社区）之间相互作用的结果。Hubbell[2]推广了这一中性学说〈动〉<动>，探讨了在限制移民条件下当地群落中相对物种多度（RSA）的预期稳态分布。在这里，我们提出了生物多样性的统一中性学说〈动〉<动>的理论框架[2]和RSA分布的分析解决方案，无论是在元生境（费舍尔的对数系列）和当地社区，那里有较少的稀有物种。稀有物种更容易迁移，一旦它们在当地灭绝，它们需要比常见种〈动〉<动>更长的时间来重新迁移。与最近的断言[3]相反，我们表明，分析解决方案提供了更好的拟合，更少的自由参数，巴罗科罗拉多岛（BCI）[4]上的树种的RSA分布比对数正态分布[5，6]。
2005-04-14 q-bio.PE q-bio.QM
Effects of phylogeny on coexistence in model communities
本文将系统发育树上的性状进化模型与 Lotka–Volterra 群落动态耦合，定量刻画性状数量、树拓扑和物种库大小如何通过性状影响物种共存。
2024-10-12 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Multistability and regime shifts in microbial communities explained by competition for essential nutrients
对于相同的环境参数，微生物群落通常具有几种可能的物种组成或群落状态。这些参数的变化可以触发这种社区状态之间的突然和持续的过渡（政权转移）。然而，对微生物群落多稳定性的主要决定因素和机制知之甚少。在这里，我们介绍和研究的资源明确的模型中，微生物竞争两种类型的必需营养素。我们采用博弈论方法的稳定匹配问题，以确定所有可能的微生物群落的物种组成。然后，我们根据它们对三种扰动的适应能力将它们分类：营养供应的波动，新种〈动〉<动>的入侵，以及现有物种丰度的微小变化。我们观察到多稳态，并探讨了一个复杂的网络之间的政权转移稳定状态在我们的模型。我们的研究结果表明，多稳定性需要微生物物种有不同的化学计量的必需营养素。我们还发现，平衡的养分供应促进多稳定性和物种多样性〈动〉性<动>，但使个别群落状态不稳定。
2019-06-29 cond-mat.stat-mech cs.GT math.DS
Modeling microbial cross-feeding at intermediate scale portrays community dynamics and species coexistence
微生物之间的社会相互作用可以在许多细节层面上描述，从细胞间相互作用的生物化学到种群的生态动力学。选择最佳水平来模拟微生物群落而不失一般性仍然是一个挑战。在这里，我们建议在一个中间水平的交叉喂养的相互作用模型之间的基因组规模的代谢模型的个别物种和消费者资源模型的生态系统，这是适合于经验数据。我们将我们的方法应用于三个已发表的多菌株大肠杆菌群落的例子，这些大肠杆菌群落的复杂性越来越高，包括可替代的代谢副产物或必需营养素的单向，双向和多向交叉喂养。中等规模的模型准确地描述了经验数据，并可以量化的交换率难以捉摸的其他手段，如副产物分泌物，即使是一个复杂的社区的14个氨基酸营养缺陷型。我们使用这三个模型来研究每个社区对干扰的鲁棒性限制，例如资源供应，抗生素治疗和其他“骗子”物种的入侵。我们的分析提供了一个基础，以量化交叉喂养的相互作用，从实验数据，并强调了代谢交换的微生物群落的动态和稳定性的重要性。
2020-02-19 q-bio.CB q-bio.PE
Stochastic competitive exclusion leads to a cascade of species extinctions
群落生态学传统上依赖于竞争排斥原则，这是描述物种聚集的概念框架中的一个共同智慧。群落生态学中的关键概念，如限制相似性和生态位划分，是基于竞争排斥。然而，生态学中的这一经典范式依赖于来自简单的确定性模型的影响。在这里，我们展示了如何预测的对称，确定性模型的方式进行的预测可以完全不同的结果来自同一个模型时，明确考虑生态漂移（人口随机性）。使用分析近似的稳态条件概率与两个和三个物种的组合，我们表明，随机竞争排斥导致级联的precautions，而对称的，确定性的模型预测的物种的多重崩溃。为了检验我们的结果的鲁棒性，我们研究了环境随机性的影响，并放松了物种对称性假设。我们的结论突出了随机性的关键作用时，得出可靠的理论预测物种群落组装。
2016-08-11 q-bio.PE
Community interactions determine role of species in parasite spread amplification: the ecomultiplex network model
大多数人畜共患病是多宿主寄生虫病，具有多种传播途径，尽管它们之间存在潜在的相互作用，但通常单独调查。作为一个统一的框架，通过不同的感染途径传播寄生虫建模，我们建议“ecomultiplex”网络，即多重网络表示相互作用的动物群落（i）空间结构和（ii）代谢缩放。我们利用这个生态框架测试潜在的控制策略，$T. cruzii$传播在两个现实世界的生态系统。我们的调查突出了两个有趣的结果。首先，在确定哪些物种促进寄生虫传播方面，复合拓扑结构可以与更需要数据的流行病学措施一样有效。其次，捕食者-猎物和宿主-寄生虫之间的相互作用导致了寄生虫放大的现象，其中顶级捕食者促进$T. cruzii$传播，为以前的经验研究结果提供了理论解释。我们的方法具有广泛的适用性，可以为现实世界生态系统中具有多种传播途径的病原体设计免疫策略提供新的见解。
2017-06-16 physics.bio-ph physics.data-an q-bio.PE
Interaction networks in persistent Lotka-Volterra communities
本研究针对广义Lotka-Volterra动力系统提出可求解的反馈机制分析框架，揭示了网络结构与物种相互作用的动态关联，解释了真实生态系统低度物种占优、友谊悖论式丰度分布及连接度-相互作用相关性的形成机制。
2024-04-12 cond-mat.dis-nn q-bio.PE
LabelKAN -- Kolmogorov-Arnold Networks for Inter-Label Learning: Avian Community Learning
针对生物多样性保护中物种分布建模难兼顾群落关联的问题，提出基于KAN的LabelKAN框架学习标签间关联，大幅提升鸟类尤其稀有物种的预测精度，可识别对物种种群衰退敏感的群落。
2026-01-23 cs.AI q-bio.PE q-bio.QM
Some complications of the elementary forms of competition in a source/sink and metacommunity context: the role of intranstive loops
动态种间相互作用被认为有助于生态群落的基本结构。使用Yodzis框架的优势控制与创始人控制与生态位控制，不传递循环的重要性，在子社区的源/汇或metacompatibility竞争的背景下进行检查。研究发现，从由优势种对组成的种库中取样的三种亚群落可以导致稳定的三种共存。结果表明，如果效果和响应竞争是平衡的，整个子社区将是持久的，锚定一个或多个不传递循环。有人建议，这种安排被称为不及物结构。得出结论，持续的亚群落（当物种对在物种库中的所有优势控制）超过三个物种是可能的，只有当它有一个不传递的结构。
2015-02-18 q-bio.PE
The Effect of Differentiation of Prey Community on Stable Coexistence in a Three-Species Food--Web Model
群体内捕食食物网广泛存在于自然生境中。它们的适应性和复原力行为是理解生态群落结构调整的主要因素。尽管IGP食物网的重要性，他们的行为，即使是最简单的3种系统还没有得到充分的探讨。一个基本的问题是如何增加的最低营养级的多样性影响的持久性更高的营养级在IGP的关系。我们分析了一个具有异质资源和IGP的三种群食物网〈动〉<动>模型。该模型由两个捕食者通过IGP关系直接耦合和通过资源竞争间接耦合组成。资源被细分为不同的亚种群。各亚群中的个体被捕食者以不同的速率吃草。我们考虑两个模型：一个IGP模块与固定的顶部捕食者和IGP模块与物种营业额。我们研究了增加丰富和不同的固定化（资源转移）率的捕食者和资源的稳定共存的效果。我们探讨如何从基本的3种模型的预测时，IGP模块扩展到多个资源亚群改变。我们调查哪些参数支持一个强大的共存在IGP系统。对于多个亚种群的资源的情况下，我们提出了一个数值比较的百分比的食物网稳定共存的不同维度的资源社区。在低固定（转移）率，我们的模型预测一个稳定的3种共存的中间富集，同时在高速率的一个大的一组稳定的平衡配置被发现为高富集以及。
2012-04-12 q-bio.PE
A mean field stochastic theory for species-rich assembled communities
在一个“平均场近似”中分析了一个生态群落的动力学模型，其中一个物种与群落中所有其他物种的组合相互作用。在这种近似下，模型可以被公式化为描述一步随机过程的主方程。固定分布得到封闭的形式，并减少到对数级数或对数正态分布，这取决于值的参数描述的模型采取on.A双曲线的物种间相互作用的矩阵的连通性和物种的平均数之间的关系，存在一个范围内的参数值。利用van Kampen近似分析了模型在短期和中期的时间演化，该近似在社区中的个体数量较大时是有效的。通过求解概率分布的生成函数方程，得到了系统的大时间行为和到达定态的途径。从分析中得出的分析结果也与模型的直接模拟吻合得很好。
2000-09-17 cond-mat.stat-mech nlin.AO q-bio.PE
Statistical mechanics of ecosystem assembly
我们介绍了一个玩具模型的生态系统组装，我们能够绘制出所有的组装路径所产生的外部入侵。该模型允许显示整个相空间的形式的组装图的节点是社区的物种和其有向链接是它们之间的过渡引起的入侵。我们的特点是作为一个有限的马尔可夫链的过程，并证明它具有一个独特的一组经常性的状态（过程的最终状态），因此是抵抗入侵。这也表明结束状态独立于装配历史。该模型与文献中报道的标准装配模型共享所有功能，其优点是所有可观测量都可以以精确的方式计算。
2009-09-26 q-bio.PE
Dynamic coexistence driven by physiological transitions in microbial communities
引入群落状态唯象模型，通过全局生态坐标描述微生物生理状态转变，揭示了动态群落提升多样性耐受性、增强稳定性及晚生长物种纳入要求的三大特征，将生态动力学研究转向自上而下的定量分析。
2024-01-04 q-bio.PE
Feasibility as a moving target: Fluctuating species interactions lead to universal power law in equilibrium abundances
University of Notre Dame（圣母大学）
研究发现物种相互作用的波动导致平衡丰度的普遍幂律分布，提出临界噪声模型并预测群落脆弱性。
2026-02-21 physics.bio-ph q-bio.PE
Alternative stable states in a model of microbial community limited by multiple essential nutrients
对于相同的环境参数，微生物群落通常有几种可供选择的稳定状态。这些状态之间的突然和不可逆的转变使得这些系统的外部操纵变得更加复杂。为了更好地理解微生物群落多稳定性的机制和起源，我们引入并研究了一个由从固定池中选择的多个专业物种定殖的微生物生态系统模型。每个物种的生长都受到两种基本营养素的限制，例如碳和氮，每种营养素在环境中都有多种代谢物。我们证明，我们的模型有一个指数级的大量的潜在的稳定状态实现不同的环境参数。使用博弈论的方法改编自稳定的婚姻问题，我们预测所有这些国家的基础上，只有排名列表的竞争能力的物种的每种营养物质。我们发现，对于每一组养分流入，几个相互不可侵犯的稳定状态一般是可行的，我们区分它们的动态稳定性的基础上。我们进一步探讨了一个复杂的网络，这些替代状态之间的不连续过渡（政权转移），无论是在社区集会的过程中，或在营养物质流入的变化。
2018-10-10 physics.bio-ph q-bio.PE
Understanding Species Abundance Distributions in Complex Ecosystems of Interacting Species
生态位和中性学说〈动〉<动>是生态学中两个流行但争议很大的观点，它们被用来解释生物多样性的格局。生态位理论强调物种之间的选择性差异和种间相互作用对群落形成的影响，而中性学说〈动〉<动>则假设物种之间的功能等价，并指出随机性是生态动态的主要驱动力。在这项工作中，我们在这两个对立的理论之间架起了一座桥梁。从一个具有人口统计噪声和随机对称相互作用的Lotka-Volterra（LV）模型出发，解析地导出了种群的平稳统计量和物种多度分布（SAD）.利用这些结果，我们证明了该模型可以表现出三类SAD常见于利基和中性学说〈动〉<动>，并发现了条件，允许生态系统之间的过渡这些不同的制度。因此，我们调和如何中性的统计可能会出现从一个不同的社区与利基分化。
2021-03-04 q-bio.PE
A new dominance concept and its application to diversity-stability analysis
我们引入了一个新的优势的概念，包括三个新的优势度量的基础上劳埃德（1967年）的平均拥挤指数。新的指标将社区和物种联系起来，而现有的指标仅适用于社区。我们的社区水平指标是辛普森多样性指数的函数。对于物种，我们的度量量化社区的优势和虚拟社区的平均人口规模（每种）等于焦点物种的人口规模的优势之间的差异。新的指标至少有两个直接的应用：（i）作为多样性的多样性稳定性建模代理（ii）取代种群丰度重建物种优势网络。第一个应用是使用来自人类阴道微生物组纵向研究的数据来证明的，并提供了与微生物群落稳定性和疾病病因相关的新见解。
2017-03-26 cs.CE q-bio.PE q-bio.QM
A seed-diffusion model for tropical tree diversity patterns
用简单的格点模型对热带森林群落的树种多样性格局进行了模拟，并采用回溯法进行了Monte Carlo模拟。我们的空间显式中性模型是基于一个简单的统计物理过程，即种子的扩散。该模型有三个参数：物种形成率，所研究的树木社区嵌入的元社区的大小，和种子的平均存活时间。通过广泛的计算机模拟，我们的目的是复制相关的统计措施，从巴罗科罗拉多岛树木普查的实验数据在1995年。该模型的前两个参数被固定为已知值，所研究的社区的特征，从而获得一个模型，只有一个自由可调的参数。在此基础上，用种子平均存活时间这一参数同时拟合了研究区域内的平均物种数、物种相对多度分布、种-面积关系以及多度物种中个体的空间自相关函数。
2012-03-05 q-bio.PE
Integrating Theory and Experiment to Explain the Breakdown of Population Synchrony in a Complex Microbial Community
我们认为延伸的“莫兰效应”，其中相关的噪音产生孤立的单物种种群之间的同步，嵌入在多物种社区的种群之间的同步研究。在复杂的微生物群落，包括捕食者（原生动物）和猎物（细菌）的实验室实验中，我们观察到的同步性之间的丰度孤立的复制。当反应器稀释率增加时，捕食者和被捕食者的同步性都发生了崩溃，这对应于外部资源输入的增加率和通过冲洗增加的有效死亡率。然而，对于较低的营养级，分解更快。我们可以用一个数学框架来解释这种现象，这个数学框架可以用来确定多物种群落中处于平衡状态的种群之间的同步性。我们假设有多个来源的环境噪声具有不同程度的相关性，影响个别物种的种群动力学不同。确定性动态可以影响不同群落中物种之间的同步程度。在稳定平衡的情况下，社区同步由负实部最小的特征值控制。在这个方向上，直觉波动的阻尼最小。我们表明，实验观察是符合这个框架，但只对乘性噪声。
2016-01-15 q-bio.PE
Unifying Theories of Molecular, Community and Network Evolution
基因和物种的多样性和共存的起源传统上是在孤立的生物学水平上研究的。生态学和进化论的观点集中在使或限制物种共存的机制，遗传变异和物种形成的遗传学，但仍然缺乏一个统一的理论连接这些方法。在这里，我们介绍进化图的分子进化和生物多样性的中性学说〈动〉的背景下，提供一个框架，同时解决物种形成率和联合遗传和物种多样性〈动〉性<动>。为了说明这个问题，我们还研究了两个模型的进化图与健身差异，这提供了见解如何遗传和生态动力学驱动的多样化的速度。中性进化产生了最高速度的物种形成、物种丰富度（即，分别是遗传图和生态图的五倍和两倍）和遗传物种多样性〈动〉性<动>（即，分别是遗传图和生态图的两倍）。因此，物种形成的速度、遗传-物种多样性〈动〉和共存可能会有很大的不同，这取决于遗传因素与生态因子〈动〉<动>是否驱动系统的进化。通过在生态和进化尺度上将分子、性和营养行为联系起来，相互作用图可以阐明多样性和生物共存的起源和进化。
2008-07-16 q-bio.OT q-bio.PE
