Analysis of the impact of fear in the presence of additional food and prey refuge with nonlocal predator-prey models
本研究构建含恐惧效应、额外食物与猎物避难所的非局部捕食者-猎物模型，通过线性稳定性分析和数值模拟，揭示了恐惧水平、非局部作用范围对种群共存及时空模式的调控规律。
2025-03-22 math.DS q-bio.PE
Additional Food Enhances the Bifurcation Structure of Predator Competition Models
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Marshall University（马歇尔大学）
研究具有广义捕食者竞争和Holling II型功能反应的额外食物模型，发现其有复杂分岔结构，包括至少4维（或3维）的尖点型（或焦点型）Bogdanov - Takens分岔、3维的全局Hopf分岔和3维的同宿分岔，证明额外食物可增强Bazykin型模型分岔结构，对虫害管理有启示。
2026-07-22 q-bio.PE
Two predators one prey model that integrates the effect of supplementary food resources due to one predator's kleptoparasitism under the possibility of retribution by the other predator
本文研究一种捕食者盗窃寄生、另一捕食者可能报复的两捕食者一猎物模型，分析平衡点稳定性及多种分岔，揭示捕食者增长率对Hopf分岔类型和物种共存的影响。
2023-05-27 q-bio.PE
Fear-driven extinction and (de)stabilization in a predator-prey model incorporating prey herd behavior and mutual interference
研究了一类具有食饵羊群行为的确定性两种群捕食-食饵模型，该模型考虑了相互干扰和恐惧效应。我们提供了生物学上可行的平衡点的动态分析的指导方针。我们给出了共存平衡点处局部和全局分支存在的条件。我们还表明，恐惧可以诱导灭绝的猎物种群在有限的时间内从共存区。我们的数值模拟表明，通过适当选择参数，改变捕食者的恐惧强度可以稳定和不稳定的共存平衡解的模型。此外，我们讨论了引入一个恒定的收获努力的捕食者人口的动态变化的系统，特别是，从有限时间灭绝稳定共存的结果。此外，我们进行了大量的数值实验，可视化的动力学行为的模型，并证实我们所得到的结果。
2021-08-01 math.DS q-bio.PE
Turing patterns and apparent competition in predator-prey food webs on networks
反应扩散系统可能导致形成稳态异质空间图案，称为图灵图案。它们的数学公式对于一般的斑图形成的研究是重要的，并且在生物学的许多领域，如生态学和形态发生中起着中心作用。在本研究中，我们专注于图灵模式的作用，在描述的捕食者和食饵物种的丰度分布在斑块中的无标度网络结构。我们扩展了Nakao和Mikhailov提出的原始模型，考虑食物链中的几个相互作用的猎物和捕食者。我们确定的物种分布模式显示高度的明显竞争驱动的图灵不稳定性。我们的研究结果提供了进一步的迹象表明，丰富的斑块之间的分布差异可能是，至少部分是由于自组织图灵模式，而不一定是内在的环境异质性。
2012-07-14 nlin.PS physics.bio-ph q-bio.PE
Complex dynamics near extinction in a predator-prey model with ratio dependence and Holling type III functional response
该研究分析带比率依赖和Holling III型功能反应的捕食者-猎物模型的灭绝附近动力学，通过变换解析稳态存在性，探明参数对稳定性的影响及多稳态共存、周期振荡等行为，并用数值模拟验证。
2023-05-06 nlin.CD q-bio.PE
Persistence in Stochastic Lotka--Volterra food chains with intraspecific competition
本文研究了随机环境下一类简单的Lotka-Volterra食物链的演化问题。它可以被看作是Hening和Nguyen（J. of Math. Biol.'18）的配套论文，其中我们在假设捕食者之间没有种内竞争的情况下描述了这种食物链的持久性和灭绝。在目前的文件中，我们专注于当所有物种的经验内竞争的情况下。我们分析的食物链由一个猎物和$n-1$捕食者组成。$j$第一种捕食者吃掉$j-1$第一种，然后被$j+1$第一种捕食者吃掉;这样，每个物种最多只与两个其他物种相互作用--在营养链中，这些物种直接位于它的上方或下方。我们表明，一个可以分类，基于入侵率的捕食者（我们可以确定通过算法的系统的相互作用系数），物种灭绝，收敛到他们独特的不变概率测度。我们得到更强的结果比在没有种内竞争的情况下，因为在这种情况下，我们可以利用的一般结果的Hening和Nguyen（Ann.的应用概率）。与文献中的大多数结果不同，我们对非退化和退化噪声进行了深入分析。我们展示我们的一般结果，通过分析植物-食草动物-捕食系统中的营养级联，并提供持久性/灭绝的食物链长度$n\leq 3$的标准。
2018-04-02 math.PR q-bio.PE
Chaos induced coherence in two independent food chains
在混沌平流的搅拌作用下，两个食物网模型的相干演化可以得到。每个食物网模型都维持着一个由捕食者、消费者和植被相互作用组成的三级营养系统。这些人口竞争一个共同的限制资源开放流与混沌平流动力学。在这里，我们表明，两个物种（顶部-捕食者）的不同殖民地混乱平流的射流一样的流可以同步他们的进化，即使没有迁移的相互作用。该演化过程具有相位同步的特征。代表这些物种的变量的相位差（通过希尔伯特变换确定）显示出一致的演变。
2005-07-20 nlin.AO nlin.CD q-bio.PE
Persistence and extinction dynamics in a stochastic predator-prey model with emergent Allee effects
本研究构建了具有阶段结构和Ito型随机扰动的捕食者-猎物模型，推导了种群灭绝与持续的相关条件，并用数值模拟验证了结果，为理解涌现Allee效应下的种群动态提供了理论依据。
2025-03-21 math.PR q-bio.PE
The Stochastic Gause predator-prey model: noise-induced extinctions and invariance
本文研究具有有界或次线性功能反应的随机 Gause 捕食者-猎物模型，通过随机微分方程分析解的存在有界性、噪声诱导灭绝及唯一平稳分布，揭示噪声可推翻确定性模型的稳定共存预测。
2024-09-08 math.PR q-bio.PE
T(w)o patch or not t(w)o patch: A novel additional food model
提出一种具有斑块结构的补充食物（AF）模型，通过将捕食者引入带AF的草原带并扩散至农田，实现了害虫灭绝并保持全局稳定，同时揭示了斑块特异性混沌现象。
2024-08-29 math.DS q-bio.PE
Multiple extinction routes in stochastic population models
孤立的种群最终会因为基本过程的内在噪声而灭绝。在多种群系统中，种群的灭绝可能通过不止一条途径发生。我们在一个简单的捕食-被捕食（或感染-易感）模型中研究了这种一般情况。捕食者和被捕食者可能会共存很长一段时间，但最终都会灭绝。在第一条灭绝路线中，捕食者首先灭绝，而猎物则在很长一段时间内蓬勃发展，然后也灭绝。在第二条路线中，猎物首先灭绝，导致捕食者迅速灭绝。假设大的子种群大小的共存状态下，我们比较两个灭绝路线的概率，并预测最有可能的路径的子种群灭绝。我们还提出了一个有效的三态主方程的概率观察共存状态，捕食者自由状态和空状态。
2012-01-29 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
An ecoepidemic food chain with the disease at the intermediate trophic level
我们考虑一个三级食物链，其中流行病影响中间人群。两个模型，分别允许无限的食物供应的底部猎物，或相反，假设它的逻辑增长。与富集悖论有关的反直觉结果表明，通过向底层猎物提供大量食物，可以在适当的情况下根除顶层捕食者和疾病。
2014-04-04 math.DS q-bio.PE
A Constant Introduction of Additional Food Does Not Yield Pest Eradication in Finite Time
生物防治，即利用捕食者和病原体控制目标害虫，是化学防治的一种有前途的替代方法。据推测，引入的捕食者的效力可以提高，为他们提供一个额外的食物来源。目前的文献\cite{SP11}声称，如果额外的食物具有足够的恒定数量和质量，则可以在\emph{finite}时间内消灭害虫。目前的手稿的目的是表明，相反，消灭害虫是\emph{not possible}在有限的时间，为\emph{any}数量和质量的恒定额外的食物。然而，对于密度依赖的额外食物量，我们表明在有限的时间内消灭害虫确实是可能的。我们的研究结果有大规模的影响，涉及额外的食物的生物控制方法的有效设计。
2018-10-01 q-bio.PE
Predator-prey density-dependent branching processes
本文提出两个密度依赖分支过程建模捕食者-猎物种群，分析固定、灭绝与共存条件及极限增长率，并证明资源有限时系统几乎必然灭绝。
2024-06-28 math.PR 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
Intervality and coherence in complex networks
食物网-捕食者和猎物的网络-长期以来一直被认为具有"间隔性"：物种通常可以沿着一个单一的轴排列，以这种方式，任何给定的捕食者的猎物往往位于不间断的紧凑间隔上。虽然这个轴的意义-确定为一个"利基"的维度-仍然是一个谜，它被认为是在高度非平凡的食物网结构的基础。考虑到这一点，几十年来大多数营养网络建模都是基于手工分配物种的生态位值。然而，我们在这里认为，间隔不应该被认为是原因，而是食物网结构的后果。首先，分析了一组$46$经验食物网，我们发现，它们也表现出{\it捕食者}的间隔性：任何给定的物种的捕食者可能是连续的猎物，但在不同的顺序。此外，这种性质并不排除营养网络：基因，神经元，代谢物，细胞机器，机场和单词的几个网络被发现近似为食物网的间隔。我们继续表明，一个简单的模型的食物网组装，不使用一个生态位轴，但可以产生显着的间隔。因此，生态位维度（在用于食物网建模的意义上）实际上可能是其他更基本的结构特征的结果，如营养连贯性。我们的结论是，为了更深入地了解生态系统的组装、结构和功能，需要一种新的食物网建模方法，并提出某些被认为是食物网特有的拓扑特征实际上是许多复杂网络所共有的。
2016-03-11 physics.soc-ph q-bio.PE
Hunting, food subsidies, and mesopredator release: the dynamics of crop-raiding baboons in a managed landscape
建立保护区或公园已成为保护野生动物的重要手段。然而，在这些公园的边缘经常发生的人与野生动物的冲突可能会破坏他们的保护目标。许多非洲保护区经历了顶级掠食者的同时下降，狒狒丰度和居住在公园边界附近的人类密度增加。狒狒然后采取远足公园以外的掠夺粮食作物，与人类人口的冲突。我们模拟了公园中的中捕食者（狒狒），顶级捕食者和共享猎物的相互作用，以分析四个组成部分如何影响中捕食者选择作物袭击的时间比例：1）顶级捕食者的存在; 2）作物的营养质量; 3）中捕食者“害羞”离开公园;和4）人类狩猎中捕食者。我们预测，在公园中的顶端捕食者的存在是最有效的方法控制中捕食者丰度，从而显着降低其对作物的影响。人类对中型捕食者的狩猎效果不太好，因为它只发生在农作物掠夺旅行期间。此外，使农作物不那么有吸引力，例如通过种植远离公园边界的农作物或种植营养较少的农作物，可以减少中食动物作物掠夺的时间。
2015-08-25 q-bio.PE
An additional food driven biological control patch model, incorporating generalized competition
本研究提出一个额外食物驱动的生物防治斑块模型，引入广义竞争，证明两斑块中害虫完全灭绝可行且全局渐近稳定，并揭示余维2的Bogdanov-Takens分岔，为气候变化与栖息地破碎化下的害虫管理提供策略。
2025-10-07 q-bio.PE
Aggregation as a Double-Edged Sword: Fear, Allee Effects, and Finite-Time Collapse
Samford University（萨姆福德大学）；Ursinus College（厄辛纳斯学院）
研究通过疾病-捕食模型揭示，猎物聚合在恐惧和Allee效应下会加速生态系统有限时间崩溃，并首次量化了行为与人口参数对崩溃速度的影响。
2026-06-17 math.DS q-bio.PE
Effects of Marine Reserve Creation in Single Species and Prey-Predator Models
该研究针对单物种及猎物-捕食者渔业模型，分析了捕捞努力量接近物种灭绝阈值时设立海洋保护区的效应，明确了兼顾捕捞水平与种群可持续的保护区规模。
2024-03-05 q-bio.PE
Stochastic Resonance in Climate Reddening Increases the Risk of Cyclic Ecosystem Extinction via Phase-tipping
该研究构建气候与捕食者-猎物耦合模型，结合加拿大猞猁、美洲兔参数及北方针叶林气候数据，揭示气候变异性变化可通过随机共振引发相位倾覆，提升循环生态系统灭绝风险。
2023-03-09 math.DS q-bio.PE
An Investigation of Additional Food Models with Generalised Functional Response
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）
研究一类广义附加食物捕食-被捕食模型，建立共存平衡全局稳定的条件，发现Holling IV型功能响应下余维3的Bogdanov-Takens分岔，并揭示附加食物增加反应网络缺陷度与复杂分岔的可能联系。
2026-06-26 q-bio.PE
Stochastic Lotka-Volterra food chains
本文研究了具有环境随机性的Lotka-Volterra系统所模拟的简单食物链中物种的持续生存和绝灭。文献中对确定性Lotka-Volterra系统已有较好的结果，但对随机Lotka-Volterra系统的研究却很少。我们分析的食物链由一个猎物和$n-1$捕食者组成。第一种捕食者吃掉第$j-1$种，然后被第$j+1$种捕食者吃掉;这样，每个物种最多只与另外两个物种相互作用--在营养链中，它们的位置在它的上面或下面。我们可以分类，根据一个明确的数量取决于系统的相互作用系数，物种灭绝，收敛到他们独特的不变概率测度。我们的工作可以看作是Gard和Hallam '79的确定性结果到随机环境的自然扩张。作为一个结果，我们表明，环境随机性使物种更有可能灭绝。然而，如果环境的波动很小，持久性的确定性设置是保存在随机系统。我们的分析还表明，正如预期的那样，新的顶级捕食者的加入使不同的物种更容易灭绝。我们的分析的另一个新颖之处是，我们可以描述的行为时，噪声是退化的系统。这是相关的，因为环境对不同物种的影响之间可能存在很强的相关性。
2017-03-14 math.PR q-bio.PE
Predator Extinction arose from Chaos of the Prey: the Chaotic Behavior of a Homomorphic Two-Dimensional Logistic Map in the Form of Lotka-Volterra Equations
本文提出一种保持Lotka-Volterra方程特征的二维同态Logistic映射，发现捕食者种群远大于猎物时可引发猎物混沌并导致捕食者快速灭绝，并据此提出抑制病毒害虫和实现超导态两种应用。
2024-02-24 nlin.CD physics.soc-ph q-bio.PE
Threshold Extinction in Food Webs
了解灭绝事件如何影响生态系统是生物多样性保护的基础。基于这个原因，在过去的几年里，人们已经从几个方面研究了食物网〈动〉<动>对物种损失的反应。有几项研究从自下而上的角度关注生物多样性丧失导致的二次灭绝，使用计算机模拟灭绝实验，在每个步骤中删除一个物种，并记录二次灭绝的数量。在这些二元模拟中，如果一个物种失去了所有的资源物种，也就是说，当能量摄入为零时，它就会二次灭绝。这种纯拓扑陈述代表了最好的情况。事实上，一个消费物种可能会灭绝，失去一定比例的能量摄入，定量食物网对节点损失的反应可能与简单的二元预测大不相同。本文的目的是分析当分析中包括更高的物种敏感性时，次生植被的模式如何变化。特别是，我们探讨了食物网〈动〉二次灭绝，触发删除最连接的节点，作为一个函数的能量摄入阈值假设为物种持久性所需的最低。正如我们将展示的那样，能量摄入阈值的极低增加会刺激次生灭绝的不成比例的增长。
2011-11-04 q-bio.PE
Dynamics of a predator-prey model with generalized Holling type functional response and mutual interference
相互干扰和猎物避难所是捕食者-猎物动力学的重要驱动因素。相互干扰的“指数”或程度在理论生态学中一直备受争议。本文研究了一类具有广义Holling型功能反应的捕食-食饵模型中相互干扰指数的相互作用。我们调查系统的稳定性，并推导出鞍结和Hopf分岔发生的条件。对于该模型，还得到了食饵种群灭绝的一个充分条件.此外，我们调查的猎物避难所对模型的种群动力学的影响，并推导出的猎物避难所，将产生持久性的人口的条件。我们通过数值模拟提供了额外的验证我们的分析结果。我们的研究结果与Gauss G. F（1934），这表明捕食者和猎物种群的灭绝是可能的在一个有限的时间段内-但引入避难所可以有效地导致持久性。
2020-03-05 math.DS q-bio.PE
The balance between contamination and predation determine species existence in prey-predator dynamics with contaminated and uncontaminated prey
在淡水生态系统中，水生昆虫在个体发育上将其栖息地从水生转移到陆地，作为将营养和能量从水生食物网转移到陆地食物网的猎物补贴，发挥着至关重要的作用。因此，这些补贴通过提高捕食者密度对替代陆地猎物产生负面影响。然而，这些水生昆虫也可以将污染物转移到主要在水生生态系统中产生的陆地群落。这可以减少食虫动物的丰度和生物量，降低食虫动物的繁殖成功率，并增加对替代猎物的捕食压力，从而对水生和陆生食物网产生影响。受此启发，在这里我们考虑一个食饵-捕食者模型，其中捕食者一起消耗污染和未污染的猎物。我们发现，在高污染水平，污染的猎物和捕食者的脆弱性是由捕食偏好。更具体地说，一个非常低的捕食偏好污染的猎物，确保捕食者的持久性，而低，高的偏好排除捕食系统。有趣的是，无论是污染的猎物或捕食者存在于中间捕食偏好，由于双稳定性。此外，当没有污染的猎物之一，其他猎物不能共存，由于明显的竞争，一个特定范围的捕食偏好。然而，当足够的污染存在于一个猎物，替代未污染的猎物共存。因此，污染也会稳定和破坏三种物种的动态。我们的研究结果还表明，如果污染的强度在捕食者繁殖低，那么污染的猎物更容易受到污染。
2023-03-14 q-bio.PE
An individual-based predator-prey model for biological coevolution: Fluctuations, stability, and community structure
利用线性稳定性分析和大规模动力学Monte Carlo模拟方法研究了一个基于个体的捕食-被捕食生物协同进化模型。该模型表现出近似1/f噪声的多样性和人口规模的波动，它产生了一个序列的准稳定社区的形式简单的食物网。这些社区对一个或几个物种的损失是相当有弹性的，这反映在不同的幂律指数的持续时间的社区和物种的寿命。前者的指数接近-1，而后者接近-2。不断发展的社区，包括程度（捕食者和猎物）的分布和比例的基础，中间和顶部的物种的统计特征，比较合理的真实食物网的数据。
2007-04-24 cond-mat.stat-mech nlin.AO q-bio.PE
The impact of non-linear functional responses on the long-term evolution of food web structure
我们调查的长期网络结构出现在进化食物网〈动〉<动>模型时，使用不同类型的功能反应。我们发现，只有当种群动力学是这样的，它允许捕食者专注于他们最好的猎物物种的大型和复杂的网络与几个营养层出现。这可以通过使用修改的Lotka-Volterra或Holling/Beddington功能反应来实现，该功能反应具有依赖于捕食者在利用猎物时的效率的有效耦合，或者具有适应性觅食的比率依赖性功能反应。相比之下，如果使用标准的Lotka-Volterra或Holling/Beddington功能反应，长期进化产生的网络几乎所有物种都是基础的，并且这些物种之间还有许多联系。有趣的是，在研究的所有案例中，很大一部分薄弱环节都是食物网进化的自然结果。
2004-01-19 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
An eco-epidemiological model with general functional response of predator to prey
我们考虑了一个非自治的生态流行病模型的一般功能的捕食感染和未感染的猎物，以及一般功能相关的重要动态的易感猎物和捕食者种群。我们得到的持久性和灭绝的结果，感染的猎物的假设的基础上系统的动力学在没有感染的猎物。我们将我们的结果应用于生态流行病学模型构建的捕食者-猎物模型存在于文献中。一些说明性的模拟进行。
2021-06-30 math.DS q-bio.PE
The impact of climate change on the structure of Pleistocene mammoth steppe food webs
物种间的相互作用塑造了捕食者-被捕食者网络，影响了群落结构，并可能影响生态动态。长期发生的全球气候扰动很可能对物种相互作用模式产生重大影响。然而，对这些模式如何随时间变化的观察通常仅限于现存的群落，这对于具有长寿物种的群落来说尤其成问题。在这里，我们整合稳定同位素分析和网络理论重建模式的营养相互作用的六个独立的哺乳动物群落，居住在猛犸草原环境横跨西欧阿拉斯加东部更新世。我们使用贝叶斯混合模型来量化猎物对当地捕食者饮食的比例贡献，并评估营养相互作用的结构如何在空间和末次冰期最大值（LGM）中发生变化，这是一个严重影响猛犸象草原群落的全球气候事件。我们发现，大型猫科动物的饮食比其他共同发生的捕食者更受限制，并在很大程度上受到增加{ \it Rangifer}丰度末次盛冰期后。此外，白令人和欧洲社区的结构组织有很大的不同：与欧洲相比，白令人社区的物种相互作用在LGM之前是高度分隔的，或模块化的。这种模块化失去了在末次盛冰期，并在冰川退缩后部分恢复，我们认为，捕食者和猎物之间的模块化的变化可能是由地理岛屿。
2013-01-29 q-bio.PE
Quantitative patterns in the structure of model and empirical food webs
我们分析了模型食物网和15个社区食物网从各种环境的属性。我们首先对威廉姆斯和马丁内斯的利基模型进行理论分析。我们推导了物种的猎物数，捕食者数和营养链总数的分布的解析表达式，并发现它们遵循普遍的函数形式。我们还推导出其他一些生物相关参数的表达式，包括顶部，中间，基底和食人族物种的比例，一般性和脆弱性的标准差，物种的猎物数量和捕食者数量之间的相关系数，和非线性。我们表明，我们的研究结果是强大的，而一般条件下。然后，我们使用我们的分析预测作为指导，以分析15个最完整的经验食物网。我们发现定量统一的模式，描述模型的食物网和大多数考虑的营养网的属性。我们的研究结果支持一个强有力的新假设，经验分布的猎物和捕食者的数量遵循普遍的功能形式，没有自由参数，符合我们的分析预测。此外，我们发现，经验观察到的相关系数，rectativity，和食人物种的分数是一致的，我们的分析表达式和模拟的生态位模型。最后，我们表明，节点之间的平均距离和平均聚类系数表现出高度的规律性的经验数据和模拟的小生境模型。我们的研究结果表明，统计物理学的概念，如缩放和普遍性可能是有用的自然生态系统的描述。
2004-01-16 q-bio.PE
Joint effects of nutrients and contaminants on the dynamics of a food chain in marine ecosystems
利用分歧分析方法，分析了污染物和营养盐负荷对海洋食物链〈动〉<动>种群动力学的联合影响。污染物毒性被假定为改变某些物种的死亡率与S形剂量反应关系。污染物的一般影响是延迟过渡到复杂的动态状态，向更高的营养负荷值，但更违反直觉的后果所产生的间接影响进行了说明。特别是，顶级捕食者似乎是受污染物影响更大的物种，即使污染物仅对较低的营养级有毒。
2009-02-20 nlin.CD q-bio.PE
What causes the increase in aggregation as a parasite moves up a food chain?
生态寄生虫学的一般规律是稀缺的。在这里，我们评估了100多位作者发表的数据，以确定是否在生活周期〈动〉<动>的主机的数量与鱼类寄生虫在不同阶段的聚集程度。对寄生虫物种进行分类分组，以尽可能产生每组20个或更多的数据点。大多数寄生虫保持在一个营养级比那些已经通过了食物链〈动〉<动>聚集。我们使用一个随机模型表明，高寄生虫过度分散在捕食者可以仅仅是寄生虫在他们的猎物积累的结果。该模型的进一步发展表明，捕食者的喂养行为随年龄的变化可能会进一步增加寄生虫聚集。
2016-07-19 q-bio.PE
A two-patch prey-predator model with dispersal in predators driven by the strength of predation
捕食者的觅食运动在捕食者-被捕食者相互作用的种群动力学中起着重要作用，被认为是捕食者和被捕食者空间自组织的机制。在自然界中，有许多例子的猎物-捕食者相互作用的猎物是不动的，而捕食者分散在补丁之间的非随机通过不同的因素，如刺激后遇到的猎物。在这项工作中，我们制定了Rosenzweig-MacArthur捕食者两补丁模型的流动性只有在捕食者和假设，捕食者移动到补丁更集中的捕食者相互作用。我们提供完整的本地和全球分析我们的模型。结合分歧图，我们的分析结果表明：（1）扩散可以稳定或破坏耦合系统;（2）扩散可以产生多个内部平衡点，导致丰富的捕食动态，或者破坏内部平衡点，导致捕食者在一个斑块或两个斑块中灭绝;（3）在一定条件下，大的扩散可以促进系统的持久性。此外，我们比较了我们的模型的动力学经典的两个补丁模型，以更好地了解不同的扩散策略可能会有不同的影响的动力学和空间格局。
2015-05-14 math.DS q-bio.PE
Extinction risk and structure of a food web model
我们详细研究了由Amaral和Meyer提出的营养网模型[Phys. Rev. Lett. 82，652（1999）]。我们关注的是与真实生物食物网相关的小规模系统，波动在其中发挥着重要作用。我们表明，使用Monte Carlo模拟，这样的网络可以是不可行的，导致所有物种在小和/或弱耦合系统的灭绝。并给出了灭绝时间和生存机会的估计。我们发现，在灭绝之前，高度连接的物种（“杂食动物”）的比例正在增加。有活力的食物网呈现金字塔结构，在较低的营养级，被占据的生态位密度较高，而且相邻层次的职业密切相关。我们还证明了食物链〈动〉<动>的长度分布具有指数特征，并且随模型参数的变化很弱。相反，灭绝物种的雪崩大小的分布强烈依赖于网络的连通性。对于松散连接的系统，我们恢复幂律类型的行为与在早期的研究中发现的相同的指数，而密集连接的网络的分布是不是幂律类型。
2007-12-17 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
Coexistence, extinction, and optimal harvesting in discrete-time stochastic population models
我们分析了可以通过收获控制的相互作用种群的长期行为。动态被假定为离散的时间和随机的，由于环境波动的影响。我们提出了灭绝和共存的标准时，有一个或两个相互作用的物种。然后，我们使用这些工具，以了解何时收获导致物种灭绝或持续存在，以及最佳收获策略，最大限度地提高预期的长期产量，看起来像什么。对于单种群系统，我们证明了在一定条件下，最优收获策略是bang-bang型的：存在一个阈值，在该阈值下没有收获，而在该阈值以上的一切都被收获。本文的第二部分是关于生态系统的分析，有两个相互作用的物种，可以收获。特别是，我们仔细研究捕食者-猎物和竞争Ricker模型时，有两个物种。在这种情况下，我们将展示如何找到最佳的比例收获策略。如果系统是捕食-食饵型系统，则最优比例收获策略是：根据相互作用参数和捕食者相对于食饵的价格，要么将捕食者收获至灭绝并最大化食饵的渐近收获量，要么不收获食饵并最大化捕食者的渐近收获量.如果系统是竞争性的，在某些情况下，最优的做法是使一个物种灭绝，并收获另一个物种。在其他情况下，最好让两个物种共存，并在保持共存的同时收获两个物种。在竞争Ricker模型的设置，我们表明，如果一个竞争者是占主导地位的，并推动其他物种灭绝，优势种〈动〉的收获可以导致共存。
2019-11-19 math.OC math.PR 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
Population Dynamics on Complex Food Webs
在这项工作中，我们分析了复杂的食物网，即生态位模型的一个简单的模型的拓扑和动力学性质。为了强调物种之间的竞争，我们引入了“猎物”和“捕食者”的加权重叠图来自生态位模型和比较合成的食物网与真实的数据。这样做，我们找到了新的测试的合成食物网〈动〉<动>模型的善良，并指出现有的可能的改进方向。然后，我们利用加权重叠图定义了Lotka-Volterra种群动力学的竞争核，并发现对于这样的模型，食物网的稳定性随着生态系统的复杂性而降低.
2012-09-12 q-bio.PE
Food Web Structure and the Evolution of Ecological Communities
许多相互作用的物种的共同进化的模拟进行使用网络世界模型。该模型有一套现实的捕食者-被捕食者方程，描述了任何结构的食物网物种的种群动态。该方程解释了物种之间对相同资源的竞争，以及捕食者根据进化稳定策略在替代猎物之间的饮食选择。由于物种形成和灭绝事件，目前的一组物种经历了长期的进化。我们总结了宏观进化动力学的物种和物种，以及由模型产生的食物网的统计特性所获得的结果。模拟从少量的物种开始，逐渐发展到平均物种数相对恒定的较大网络。物种的起源和灭绝速度相对较高，但在整个模拟过程中保持大致平衡。当一个“亲”物种经历物种形成时，“子”物种通常会增加到与亲物种相同的营养水平。如果父母处于第二或第三营养级，子物种存活的机会明显高于第一营养级，很可能是由于更高层次的物种有更广泛的猎物选择。新物种的加入有时会导致现有物种的灭绝。亲种灭绝的概率很大，因为它与新物种有很强的竞争。新物种的非亲本竞争者的灭绝概率也比平均水平高得多，新物种的猎物也是如此。新物种的捕食者灭绝的可能性低于平均水平。
2001-05-24 cond-mat nlin.AO q-bio.PE
Unveiling the dynamics of canard cycles and global behaviour in a singularly perturbed predator-prey system with Allee effect in predator
本研究通过数学分析揭示具有捕食者Allee效应的慢快Leslie-Gower模型的丰富动力学，包括canard环、分岔及全局稳定性，并验证了不同初始条件下的共存或灭绝模式。
2023-06-23 math.DS q-bio.PE
Non-equilibrium relaxation in a stochastic lattice Lotka-Volterra model
利用Monte Carlo方法研究了二维正方形格子上周期边界条件下的随机洛特卡-沃尔泰拉模型.如果（本地）的猎物承载能力是有限的，存在一个灭绝阈值的捕食者人口分离一个稳定的积极的两个物种共存阶段从一个非活动状态，其中只有猎物生存。保持所有其他利率固定，我们调查的非平衡松弛的捕食者密度在附近的临界捕食率。正如预期的那样，我们观察到临界减速，即，弛豫时间对捕食率的幂律依赖性，以及捕食者密度在灭绝临界点的代数衰减。数值确定的临界指数与定向渗流普适类的确定值一致。在捕食率突然变化到临界值之后，发现捕食者密度自相关函数的临界老化也受普适标度指数的影响。这种老化的缩放签名的活性吸收状态的相变出现在显着早于固定的临界幂律的时间，因此可以作为一个先进的指标（捕食者）人口的接近其灭绝阈值。
2016-03-21 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Optimum foraging area in a three-trophic food chain
Universidade Federal do Paraná（巴拉那联邦大学）；Universidade Estadual Paulista（圣保罗州立大学）；Universidade Estadual de Campinas（坎皮纳斯州立大学）
本研究通过三营养级捕食者-猎物模型，结合元胞自动机与配对近似，发现最优觅食区域不最大化种群密度，而是形成一系列可共存的进化稳定策略。
2026-09-16 physics.bio-ph q-bio.PE
Network Growth with Preferential Attachment for High Indegree and Low Outdegree
我们研究了一个有向运输网络的增长，如食物网，其中链接携带资源。我们提出了一个增长过程中，新的节点（或物种）优先附着到现有的节点高度（在食物网语言，猎物的数量）和低度（或捕食者的数量）。我们称之为反向优先连接的方案旨在最大化每个新节点的可用资源量。我们表明，outdegree（捕食者）分布衰减至少呈指数快速大outdegree和指数分布和δ函数之间是连续可调的。在大网络极限下，入度（食饵）分布是泊松分布。
2008-03-17 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Neutral competition boosts chaos in food webs
竞争者的相似性被认为有助于物种的共存，因为它减缓了竞争性排斥，从而使平衡机制更容易维持多样性群落。另一方面，混沌可以促进物种的共存。在这里，我们通过分析食物网〈动〉<动>模型的动力学，将这两个先前不相关的发现联系起来。我们发现，近中性的猎物的竞争，在捕食者的存在下，增加了发展混沌动力学的机会。此外，我们证实，这导致更高的生物多样性。我们的研究结果表明，近中性可以通过两种方式促进生物多样性：通过降低竞争位移的速度，并通过促进非平衡动态。
2019-02-26 q-bio.PE
The Effects of Climate Change on Predator-Prey Dynamics
在这项调查中，我们研究了气候变化对捕食者-猎物种群动力学的影响。在常微分方程（ODE）框架下，利用具有Allee效应的变域（VT）模型描述捕食者与被捕食者之间的相互作用。气候的影响是仿照在这个ODE框架作为一个外生的驱动程序，影响猎物的生长速度。从数学上讲，这种外生驱动因素是时间的函数，即气候函数，它描述了气候的有利程度，范围从$-1$到$+1$。气候变化有许多影响;在这项工作中，我们专注于气候变率的变化，特别是在好年和坏年之间的转换率下降。关于捕食者-被捕食者种群，我们重点关注导致灭绝的条件。我们开发了一个高性能的软件工具，允许系统地探索各种气候情景的高层次的细节。我们的研究结果表明，捕食者-食饵系统是敏感的增长率的快速下降，伴随着从良好的增长年切换到不良的增长年。这种负变化的幅度及其持续时间是关键因素，但更重要的是，这种负变化发生在捕食者-被捕食者周期中的那一刻，这对物种的生存至关重要。
2018-05-30 math.DS q-bio.PE
Omnivory can both enhance and dampen perturbations in food webs
我们研究扰动如何传播向上和向下的食物链〈动〉<动>有和没有自我相互作用和杂食性。扰动的来源是一个营养级的死亡率的变化，扰动的措施是扰动和未扰动的稳态种群之间的差异。对于Lotka-Volterra食物链〈动〉<动>的线性功能反应，我们分析表明，种内竞争和intraguild捕食可以抑制或增强扰动的传播，从而稳定或不稳定的食物网〈动〉<动>。影响的方向取决于扰动源的位置，以及额外的竞争和掠夺环节的位置。这些结论在数值上得到了证实，食物链〈动〉<动>具有更真实的II型功能反应。我们的研究结果支持双方的立场，在长期的辩论种内竞争和杂食性对营养系统的稳定性的影响。
2009-10-02 q-bio.PE
Rapid contemporary evolution and clonal food web dynamics
影响生态群落相互作用的性状进化往往与种群规模的时间变化同时发生，可能改变这些动态的性质。这样的生态进化过程可能是最容易探索的系统与短代和简单的遗传。无性生殖和周期性孤雌生殖的生物，如微藻、枝角类和轮虫，经常统治淡水浮游生物群落，满足这些要求。多个克隆系可以在每个物种内共存很长一段时间，直到固定发生或有性阶段重新洗牌的遗传物质。当克隆在影响种间相互作用的性状上存在差异时，种内克隆动态对种群动力学有重要影响。我们首先考虑一个简单的捕食者-猎物系统与两个猎物基因型，参数化的数据上一个研究充分的实验系统，并探讨如何在防御捕食的猎物种群内的差异程度决定动态稳定性与不稳定性的系统。然后，我们探讨如何增加进化的潜力影响社区动态在一个更一般的社区模型与多个捕食者和多个猎物的基因型。这些例子说明了如何微进化的“细节”，提高或限制遗传表型变化的潜力，可以有显着的影响，同期社区水平的动态和物种的持久性和共存。
2012-06-08 q-bio.PE
Stage structured prey-predator model incorporating mortal peril consequential to inefficiency and habitat complexity in juvenile hunting
研究了具有比率依赖功能反应的两种群捕食-被捕食生物系统的动力学问题，其中考虑了捕食者在幼年期和成熟期的捕食能力.但是，只有成熟的捕食者被推断为有效地杀死猎物而没有任何负面影响。幼鱼捕食者的死亡风险是由于幼鱼的低效率率加上栖息地的复杂性，这是在反捕食行为的形式采取的猎物与他们的栖息地的帮助下，或在一个领域的通才中捕食者的形式。为了避免任何一个物种的灭绝和保护生态系统的食物链〈动〉<动>，深入研究了生态系统所有平衡点的存在性和稳定性以及持久性、跨临界和Hopf分支.通过数值模拟，证实了结果以及生物系统对一些关键参数的依赖性。研究发现，由于捕食者的一些无效参数值，在系统的平凡平衡点和轴平衡点之间以及共存的周期点之间形成了一个有趣的极限环，捕食者的无效参数相对于所面临的阻力，对控制生态系统中各物种的密度起着至关重要的作用。
2022-05-08 q-bio.PE
A minimal model for rate-induced tipping to extinction
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）
该研究针对现有捕食-食饵模型的缺陷，构建含强阿利效应的极简快慢型模型，结合GSPT分析其R-tipping机制，推导临界速率表达式，明确其为R-tipping极简模型的三个核心要素。
2026-10-09 math.DS q-bio.PE
A "Quasi-Rapid" Extinction Population Dynamics and Mammoths Overkill
在这项工作中，我们建议并考虑一个原始的，简单的数学模型的“准快速”灭绝种群动力学。它描述了一个猎物物种的人口减少和最终灭绝的“准快速”与一个捕食者物种的相互作用与人口增加。这种“准快速”的相互作用在生态学上意味着被捕食物种的行为实际上相当被动（因为没有时间进行任何反应，即防御），就像一个适当的环境一样，相对于捕食者物种的“准快速”活动，它们可以具有不同的“准快速”狩猎能力。在数学上，我们的模型是基于一个非洛特卡-Volterraian系统的两个微分方程的一阶，其中第一个是线性的，而第二个，取决于一个参数，表征狩猎能力是非线性的。我们比较建议的“准快速”灭绝种群动力学和全球模型的史前巨型动物（猛犸象）的过度杀戮。我们证明，我们的“准快速”灭绝种群动力学是能够成功地恢复经验（考古）数据和过度杀伤理论在北美以及澳大利亚之间的相关性。因此，我们得出结论，全球过度捕杀理论，完全数学建模的“准快速”灭绝种群动力学可以一贯地解释更新世的巨型动物群的灭绝。
2006-07-21 q-bio.PE q-bio.QM
Spatial eco-evolutionary feedbacks mediate coexistence in prey-predator systems
生态进化框架可以解释生态和进化过程发生在可比时间尺度上的群落的某些特征。在这里，我们调查是否演化动力学可能相互作用的空间结构的捕食者-捕食者社区中，这两个物种表现出有限的流动性和捕食者的感知范围受到自然选择。在这些条件下，我们的研究结果揭示了生态进化之间的反馈物种的空间混合和捕食者的感知范围：不同水平的混合选择不同的感知范围，这反过来又重塑猎物的空间分布及其与捕食者的相互作用。这种种间互动的新兴模式反馈到各种感知范围的效率，从而选择新的。最后，由于捕食混合的关键因素，调节捕食的强度，我们探讨了社区层面的影响，这种反馈，并表明它控制共存时间和物种灭绝概率。
2019-11-15 cond-mat.stat-mech nlin.AO q-bio.PE
Bioenergetic trophic trade-offs determine mass-dependent extinction thresholds across the Cenozoic
本研究开发三级营养食物链理论框架，基于生物能量权衡探索哺乳动物种群动态，发现体型依赖性灭绝阈值，揭示捕食者体型与饮食限制的关联及饮食泛化对食肉动物体型的影响。
2025-02-18 q-bio.PE
