Intraspecific competition in models for vegetation patterns: decrease in resilience to aridity and facilitation of species coexistence
有图案的植被是许多旱地生态系统的一个特征。虽然在生态系统范围内的植物密度通常较低，空间自组织原理导致高生物量斑块和裸露土壤斑块交替发生。然而，在植被格局的数学模型中，种内竞争动态通常被忽略，而不是在长空间尺度上对水分的竞争。在这一章中，我解决了当地种内竞争带状植被格局的建模框架的影响。首先，我表明，在一个单一物种模型的背景下，忽略本地种内竞争导致高估的模式化生态系统的弹性增加干旱。其次，在一个多物种模型的背景下，我认为，当地种内竞争是一个关键因素，在成功捕获的物种共存的模型解决方案代表的植被模式。对于这两个模型，详细的分歧分析，分析的开始，存在性和稳定性的模式。除了局部种内竞争的优势外，两个物种之间的差异也对分支结构产生了重大影响，为复杂生态系统动态提供了重要见解。本章中对未来生态系统动态的预测，特别是对模式启动和模式稳定性的预测，可以帮助保护计划的制定。
2020-05-02 q-bio.PE
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
Dynamics of competing species in a model of adaptive radiations and macroevolution
我们提出了一个简单的模型的适应性辐射在进化的基础上物种竞争。竞争促进物种分化和分支，抑制净物种生产。在模型模拟中，高分类多样化和分支发生在辐射的开始。结果显示惊人的相似性与经验数据，并强调竞争机制作为加速进化转型的重要驱动因素。
2005-01-18 q-bio.PE
Ecological and genetic effects of introduced species on their native competitors
物种引入新的栖息地可能会导致竞争的本地物种的种群规模下降，从而也会导致其遗传多样性〈动〉<动>。我们感兴趣的是，为什么这些不利影响在某些情况下是微弱的，而在其他情况下，本地物种下降到灭绝的地步。虽然引进率和增长率的引入种在新的环境中显然有一个积极的关系，入侵的成功和影响，竞争的影响是知之甚少。在这里，我们调查种间竞争的强度如何影响本地物种的持续时间，面对重复和持续引进的非本地物种。我们分析了两个随机模型：一个模型的种群动力学的两个物种和一个模型，另外包括本地物种的群体遗传学在一个位点参与其适应不断变化的环境。与直觉相反，这两个模型预测，本地物种的持久性时间是最低的中间竞争强度。这种现象的结果从竞争的相反的影响在不同阶段的入侵过程：随着竞争强度的增加，需要更多的引进事件，直到一个新种〈动〉<动>可以建立，但增加竞争也加快了本地物种的排斥已建立的外来竞争对手。通过比较生态和生态遗传模型，我们检测和量化的生态和遗传效应之间的协同反馈。
2013-01-02 q-bio.PE
Evolution of dispersal in advective patchy environments with varying drift rates
本文研究了一类斑块沿直线排列的两种群Lotka-Volterra竞争斑块模型。这两个物种被认为是相同的，除了扩散速率。对于每个物种，斑块之间的扩散率是相同的，而漂移率不同。研究结果表明，漂移率的凸性对竞争结果有显著影响：当漂移率为凸时，扩散率较大的物种赢得竞争;当漂移率为凹时，扩散率较小的物种赢得竞争.
2023-01-16 q-bio.PE
Bayesian modeling of two-species bacterial competition growth and decline rates in milk
产志贺毒素大肠杆菌O157：H7是一种食源性致病菌，是出血性结肠炎的主要病因。假单胞菌属是乳中最常见的嗜冷腐败微生物。研究了在7、13、19或25 ℃下脱脂乳中大肠杆菌O157：H7、非致病性大肠杆菌和荧光假单胞菌的两种细菌系统。在应用贝叶斯方法后对细菌相互作用进行建模。荧光假单胞菌的生长速率与其对大肠杆菌最大种群密度的影响之间没有直接的相关性，结果表明两个物种之间的相互作用是一个食物模型的复杂性。利用天然微生物群成员控制食源性病原体可能有助于改善冷藏食品加工和储存过程中的食品安全。
2019-05-07 q-bio.PE
Competition between fast- and slow-diffusing species in non-homogeneous environments
我们研究了一个基于个体的模型，其中两个空间分布的物种，其特征在于不同的扩散率，竞争资源。我们考虑三种不同的生态环境。在第一种情况下，扩散速度加快会以繁殖率为代价。在第二种情况下，资源在空间上不是均匀分布的。在第三种情况下，这两种物质通过流体流动进行运输。在所有这些情况下，在不同的参数，我们观察到一个政权的过渡，其中扩散更快地赋予一个有效的选择性优势，在其中它构成了一个缺点。我们分析估计这种优势（或劣势）的大小，并通过测量基于个人的模型模拟中的固定概率来测试它。我们的研究结果提供了一个框架，以量化在给定的环境中增加或减少扩散的进化压力。
2016-01-26 q-bio.PE
Demographic Fluctuations versus Spatial Variation in the Competition between Fast and Slow Dispersers
扩散是一种重要的策略，使生物能够定位和利用有利的栖息地。问题出现了：在空间异质景观的竞争，什么是最佳的扩散率？连续种群模型预测，在资源空间变异的情况下，具有较低扩散率的物种总是会驱使竞争物种灭绝。然而，引入内在的人口统计随机性可以扭转这一结论。我们提出了一个简单的模型，在该模型中，资源的开采和随机波动之间的竞争导致胜利的两个物种取决于环境参数的快或慢。一个简化的极限情况下的模型，通过关闭的时刻和相关层次分析，定量预测的物种将赢得在完整的模型在给定的参数的空间变化和平均承载力。
2010-02-05 q-bio.PE
Coexistence under hierarchical resource exploitation: the role of R*-preemption tradeoff
资源竞争理论预测共存和排斥模式的基础上，物种R*s，所需的最低资源价值的物种持续。该理论的一个核心假设是所有物种都有平等的机会获得资源。然而，许多系统的特点是抢占式开发，其中一些物种在其竞争对手可以访问它们之前耗尽资源（例如，不对称光竞争，动物间的竞争）。我们假设在抢占下的共存需要R*-抢占权衡，即，具有优先访问权的物种应该具有较高的R*（较低的效率）。因此，我们开发了一个扩展的资源竞争理论，以调查部分和全部抢占（在后者中，抢占者是不受较低的抢占等级的物种）。我们发现R*-抢占权衡是所有模型共存的必要条件。此外，在完全先占的情况下，仅权衡就足以实现共存。相比之下，在部分抢占下，需要更多的条件，这限制了共存的参数空间。最后，我们讨论了我们的发现似乎不同的权衡，我们认为R*-抢占权衡的特殊情况下的影响。这些权衡包括挖食草动物，竞争殖民化，以及树木和林下植物之间的光竞争。
2021-11-16 q-bio.PE
Toxin-mediated competition in weakly motile bacteria
许多细菌种类产生抑制其竞争对手的毒素。我们通过在一个空间维度上扩展经典的两种Lotka-Volterra竞争模型来模拟这种现象，将一个物种的毒素生产纳入其中。考虑到解决方案，包括两个相邻的单一物种的殖民地，我们展示了毒素如何抑制两个殖民地之间的界面附近的易感物种。此外，一种足够有效的毒素抑制易感物种的程度是形成一个“抑制区”，将两个菌落分开。在真正的非能动细菌的特殊情况下，即细菌扩散率为零，我们推导出描述细菌分布和抑菌区大小的解析表达式。在更一般的弱运动细菌的情况下，即小的细菌扩散率，这些两个菌落的解决方案成为行波。我们采用数值方法表明，波的速度是依赖于种间竞争和毒素的强度，精确的殖民地扩大在其他的费用取决于参数值的选择。特别是，足够有效的毒素允许生产者以易感者为代价进行扩张，随着毒素强度的增加，其波动速度幅度在上界。这种渐近波速是独立的种间竞争和由于抑制区的形成;当殖民地因此分离，不再有两个物种之间的直接竞争和生产者可以有效地入侵不受其竞争对手。我们注意到，产生抑制区所需的最小毒素强度随着细菌扩散率的增加而迅速增加，这表明即使是中等运动的细菌也必须产生非常强的毒素，如果它们要以这种方式受益的话。
2019-07-18 q-bio.PE
Effects of niche overlap on co-existence, fixation and invasion in a population of two interacting species
多物种群体中的协同和拮抗相互作用-例如资源共享和竞争-导致相互作用细胞群体中的显著不同行为，例如土壤或人类微生物组，或癌症中的克隆竞争。种间和种内相互作用的程度往往可以通过生态“小生境”的概念加以量化。通常情况下，弱相互作用的物种占据很大程度上不同的生态位，导致稳定的混合种群，而强大的相互作用和竞争相同的生态位的结果在一些物种的快速排斥和固定的其他。我们研究了两个物种之间的生态位重叠对确定性稳定的混合种群向随机性诱导的固定的转变。我们还研究了生态位重叠对外来入侵种群稳定性的影响。我们的研究结果对一些实验系统具有重要意义。
2019-10-11 q-bio.PE
Biodiversity in model ecosystems, I: Coexistence conditions for competing species
这是两篇论文中的第一篇，我们讨论了竞争对物种群落生物多样性的限制。本文第一篇研究种群动力学方程不动点处竞争种群的共存性。对于许多简单的模型来说，这对生产力分布的宽度施加了限制，生态系统越多样化，这种限制就越严重（Chesson，1994年）。在这里，我们回顾和概括这种分析，超越了“平均场”的竞争矩阵在以前的作品中使用的近似，并将其扩展到结构化的食物网。在所有的情况下分析，我们得到定性相似的生物多样性和竞争之间的关系：生产力分布越窄，更多的物种可以稳定共存。我们将讨论如何这一结果，考虑与环境波动，限制了最大的生物多样性，一个营养级可以主机。
2005-02-19 q-bio.PE
Predicting coexistence of plants subject to a tolerance-competition trade-off
物种之间的生态权衡经常被用来解释生态群落中物种的共存。然而，很少有数学模型已经提出了共存条件的特点，明确的权衡。在这里，我们提出了一个模型的植物群落，允许这样的特性。在模型中，植物物种竞争的网站，每个网站有一个固定的压力条件。物种在抗逆能力和竞争能力上都存在差异。胁迫耐受性被量化为具有足够低的胁迫条件以允许建立的位点的分数。竞争能力被量化为赢得空站点竞争的倾向。我们推导出确定性的，离散时间动力系统的物种丰度。我们证明的条件下，植物物种可以共存于一个稳定的平衡。我们发现，共存条件可以用图形来描述，清楚地说明了压力耐受性和竞争能力之间的权衡。我们比较我们的模型与最近提出的，连续时间动力系统的耐受性繁殖力权衡在植物群落，我们表明，该模型是一个特殊的情况下，我们的模型的连续时间版本。
2013-05-20 q-bio.PE
Modeling cooperation and competition in biological communities
在生物群落动态中生态相互作用的深远影响仍然是一个有趣的主题。几十年来，竞争一直是生态过程的基石，但越来越多的证据表明，合作也有助于生物群落的结构。在这里，我们提出了一个简单的确定性模型的促进和竞争的动态系统的影响的研究。这两种影响的同时列入产生丰富的动态，并捕捉到的生态社区的形成中观察到的上下文依赖。该方法再现了初级和次级植物演替的相关方面，入侵物种的影响，以及稀有物种的生存。该模型还考虑了生态优先效应的作用，并强调了促进保护工作和物种共存的关键作用。
2021-07-16 q-bio.PE
Food-chain competition influences gene's size
我们分析了Bak-Sneppen捕食者-猎物食物链〈动〉自组织对进化物种核苷酸含量的影响。在我们的模型中，所考虑的物种的基因组已表示其核苷酸基因组分数，我们已经应用了两个参数的木村模型的取代，包括分数的变化在时间上。在随机数发生器的帮助下确定初始核苷酸分数和替换率。在Bak-Sneppen模型中，基因组核苷酸分数偏离其平衡值起着适应度参数$B$的作用。我们的发现是，阈值适合度越高，在进化过程中，核苷酸含量分化程度越强的物种数量波动越频繁;在食物链〈动〉竞争中存活下来的最古老的物种可能具有特定的核苷酸分数，从而可能产生长基因
2006-01-23 q-bio.PE
Individual-based model for coevolving competing populations
两个物种之间的竞争的经典模型通常预测排斥或资源开发的分歧进化。然而，最近的实验数据表明，共存是可能的非常相似的物种竞争相同的资源\textit{without}生态位划分。出于对经典竞争理论的实验挑战，我们提出了一个基于个体的随机竞争模型，它本质上是确定性Lotka-Volterra型模型的修改。所提出的竞争动力学模型结合了离散基因型的影响，这决定了个体对环境的适应，以及与其他物种的相互作用。
2006-11-07 q-bio.PE
Seed mass diversity along resource gradients: the role of allometric growth rate and size-asymmetric competition
物种间种子质量的巨大差异激发了大量的理论和实证研究，试图解释这种差异。到目前为止，种子质量变化的研究分为两类：一类侧重于物种在群落内的种子质量变化，而第二个侧重于社区之间的变化，最常见的是相对于资源梯度。在这里，我们开发了一个模型，能够同时解释种子质量的变化内和社区之间。该模型描述了一年生群落的资源竞争（土壤和光资源），并纳入了两个基本方面：光不对称（更高的光获取每单位生物量为较大的个人）和生长异速生长（相对生长率对植物生物量的负依赖性）。结果表明，这两个因素是决定种子质量变化模式的关键。在一般情况下，生长异速生长增加小种子物种的繁殖成功，而光不对称增加大种子物种的繁殖成功。增加土壤资源的可用性增加光的竞争，从而增加大种子物种的繁殖成功，并最终社区（加权）平均种子质量。该模型的一个意想不到的预测是，社区种子质量（功能多样性的措施）的最大变化发生在中等水平的土壤资源。扩展的模型，将大小依赖的种子存活和干扰也显示出与经验观察相一致的模式。这些总体结果表明，该模型捕获的机制是重要的，在确定物种和功能多样性的模式。
2018-07-09 q-bio.PE
Stability of difference equations with interspecific density dependence, competition, and maturation delays
本文建立含密度依赖、种间作用与成熟延迟的多物种差分方程框架，证明共存平衡稳定条件，并提出种间竞争系数估计方法，经疟疾蚊媒案例验证。
2025-08-08 q-bio.PE
Competition-induced increase of species abundance in mutualistic networks
开花植物的养分由其传粉者分享，从而引起传粉者之间的竞争。传粉者的这种剥削性竞争会限制它们的丰度，并影响植物-传粉者互惠群落中互惠伙伴关系的全球组织。在这里，我们调查的传粉者之间的剥削竞争的结构和物种丰富度的互惠网络，通过改变互惠的伙伴关系向更高的物种丰富度的演变的影响。模拟结果表明，植物和动物之间不同的新兴网络特征，枢纽植物连接到许多传粉者是非常罕见的，而一些超级枢纽传粉者出现的剥削竞争，包括在内，在没有剥削竞争的两种类型的同样多的枢纽。更有趣的是，植物物种的丰富度随着开发竞争强度的增加而增加。我们分析了弱相互作用极限下广义相互作用矩阵的逆，以确定与物种丰度相关的主导结构因素，这些因素有助于优化网络结构，以增加互利效益，降低剥削竞争的成本。
2019-03-31 physics.soc-ph q-bio.PE
On the impact of spatial heterogeneity and drift rate in a three-patch two-species Lotka-Volterra competition model over a stream
针对溪流网络中的三斑块两物种 Lotka-Volterra 竞争模型，研究环境异质性与漂移率对物种入侵及竞争结果的影响。
2023-01-16 math.DS q-bio.PE
Species Population Dynamics with Competition and Random Events
研究了竞争两种群系统在随机事件影响下的种群动力学，给出了两种群稳态种群均值、涨落和互相关的表达式.结果表明，随机事件导致每个物种的种群平均值从远高于其增长率阈值到远低于其增长率阈值的平滑过渡。与此同时，较弱物种的种群平均值永远不会达到灭绝点。它还表明，作为竞争的结果，相对的人口波动不会消失，这两个物种的增长率远远高于各自的阈值。这种行为在最大竞争点最为显著，在该点，无论增长率提高多少，较弱物种的种群统计都变得完全混乱。
2020-02-18 q-bio.PE q-bio.QM
Pure competition of multiple species during mixed-substrate microbial growth: Extending the resource-based theory
多个微生物物种的同时生长是一个基本的生态学问题。在含有一种以上生长限制基质的培养基中，多种物种可以共存。那么问题就来了：单物种数据能否预测混合基质环境中混合培养稳态的存在和稳定性？这一问题已在基于资源的模型的帮助下得到了广泛的研究。这些研究表明，预测混合培养行为所需的单一物种数据由生长等倾线和消耗矢量组成，而这些矢量又是通过对混合基质生长动力学进行特定假设而从单一基质数据中确定的。在这里，我们表明这些假设对于微生物在可替代基质混合物上的生长是无效的。然而，该理论可以通过直接从混合基质数据确定生长等倾线和消耗矢量来开发，从而避免了对混合基质生长动力学的具体假设的需要。此外，我们表明，除了增长等倾线和消费矢量，单一物种，混合基板的数据产生一个新的家庭的曲线，我们称之为消费曲线。生长等倾线和消耗曲线的考虑产生了更深入的了解混合文化的行为。它给出了共存期间达到的底物浓度的先验界限，允许将理论扩展到生长等倾线非单调的系统，并澄清了通过仅考虑生长等倾线获得的早期结果。
2005-09-12 q-bio.PE
Evolutionary dynamics and competition stabilize three-species predator-prey communities
我们进行基于个人的Monte Carlo模拟在一个社区组成的两个捕食者物种竞争一个单一的猎物物种，在这个简单的模型系统中研究生物多样性稳定的目的。捕食者的特征是捕食效率和死亡率，达尔文的进化适应。对有限猎物丰度的竞争驱动种群在捕食效率和死亡率方面的优化。我们研究了各种生态要素对最终状态的影响，发现间接竞争和进化适应都不足以产生稳定的生态系统。然而，稳定的三个物种共存时，观察到两个捕食者物种之间的直接相互作用。
2017-11-14 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Impact of resource distributions on the competition of species in stream environment
本文研究溪流环境中两种物种的Lotka-Volterra竞争斑块模型，发现能使总生物量最大化的资源分配方式可赋予物种竞争优势。
2023-07-27 math.DS q-bio.PE
Estimating Interaction Strengths with Correlations in Annual Relative Weight: Interspecific Competition and Predation in Fishes, Pueblo Reservoir, Colorado
在食物网〈动〉研究中，物种间相互作用强度的定量化对于理解种群动力学具有重要意义。在求解描述生态系统的方程（例如，洛特卡-沃尔泰拉方程）方面，理论已经走在了实验的前面。建模方法依赖于物种之间的相互作用强度的定量知识，但有几种方法可用于估计物种之间的相互作用强度，特别是在该领域。鱼类的竞争和捕食传统上是用各种方法研究的，大多数需要广泛的取样来确定种群密度或广泛的胃内容物或同位素分析。一个生态系统中鱼类的平均相对重量通常可以用比准确确定种群密度所需的样本量小得多的样本量来准确确定。年平均相对权重的相关性可用于检验假设，并建立鱼类之间竞争和捕食的相互作用强度。这些趋势足以表明，可以使用强正相关作为竞争的支持证据，如果还存在胃内容物分析等其他证据，则可能表明竞争的程度。同样，当形成捕食假设时，强烈的负相关性可能被解释为相关，并且如果还存在其他证据，则可以作为捕食幅度的支持证据。在有常规体重和体长调查数据的系统中，这种方法可以表明竞争和捕食关系的可能强度，并且可能比胃内容物或同位素分析更具成本效益。
2013-05-06 q-bio.PE
Fisher Waves and the Velocity of Front Propagation in a Two-Species Invasion Model with Preemptive Competition
本文考虑了一个基于个体的二维空间模型，考虑了最近邻抢占竞争，研究了入侵者和常驻物种之间的前沿传播。特别是，我们调查的渐近前速度，并将其与平均场预测。
2006-03-13 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
How Gaussian competition leads to lumpy or uniform species distributions
理论生态学中的一个中心模型考虑了一系列物种对广泛资源的竞争。最近的研究表明，基本上可能有两种不同的结果。在竞争中幸存下来的物种或多或少地均匀分布在资源谱上，或者它们的分布是“集中”（或“集群”）的，由具有相似资源使用的物种集群组成，这些物种被资源空间中的间隙分开。这些结果中的哪一个将发生关键取决于竞争内核，它反映了竞争物种的资源利用模式的形状。在文献中考虑的大多数模型假设一个高斯竞争内核。这是不幸的，因为基于这种高斯假设的预测并不稳健。事实上，高斯核是一个边界情况，与此函数的轻微偏差可能导致均匀或集中的物种分布。在这里，我们说明了高斯假设的非鲁棒性，通过模拟不同的实现标准的竞争模型与恒定的承载能力。在这种情况下，集中的物种分布可以通过次级生态或进化机制或模型的数值实现细节来实现。我们分析了这种敏感性的起源，并讨论了它的背景下，最近的应用程序的模型。
2009-08-21 nlin.PS q-bio.PE
Persistent disruption of interspecific competition after ultra-low esfenvalerate exposure
本研究发现生态相关的超低浓度esfenvalerate即可破坏大型溞与淡色库蚊的种间竞争，指出农药风险评估需纳入生态过程以更准确预测其对群落结构的影响。
2023-07-07 q-bio.PE
Stable trimorphic coexistence in a lattice model of spatial competition with two site types
我研究了外源性空间异质性的影响，竞争物种的共存，使用一个简单的模型，非层次的网站占用的竞争格。栅格上的地点分为两类，代表两种不同的生境或空间资源。该模型的特点没有时间的变化，层次竞争，类型依赖的相互作用或其他功能，传统上已知的支持更多的竞争物种比有资源。尽管如此，稳定共存的两个栖息地的专家和通才观察到在这个模型的参数值的范围。在空间隐式平均场近似的模型，这种共存被证明是不可能的，这表明它确实产生于显式的空间结构。
2011-10-13 q-bio.PE
Modes of competition and the fitness of evolved populations
个体之间的竞争推动了整个物种的进化。虽然最适者生存的时间最长，产生的后代最多，但在某些情况下，最终的物种可能不是最佳的。在这里，使用一个简单的生态模型的理论分析和随机模拟，我们展示了如何竞争的模式可以深刻地影响进化物种的健身。当个体直接相互竞争时，自适应动态框架提供了对占据最大适应度位置的物种的数量和分布的准确预测。相比之下，如果竞争是由共同资源的消耗介导的，那么人口统计噪声会导致物种的稳定性接近最小的健身。
2015-09-23 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Dynamics of a generalized Beverton-Holt competition model subject to Allee effects
我们提出并研究了一个受Allee效应影响的广义Beverton-Holt竞争模型，以深入了解Allee效应和竞争竞争的相互作用如何影响两个竞争物种的持续生存和灭绝.利用单调动力学理论和不可逆映射临界曲线的性质，我们的分析表明，我们的模型在大多数情况下具有简单的平衡动力学。只有当系统有四个内部平衡点时，两个竞争物种才会共存。我们提供了边界吸引子的盆的{近似}（即，一个或两个物种的灭绝），其中我们的结果表明，{竞争物种比争夺物种更容易在低密度下灭绝}。此外，与Allee效应下两种群竞争模型的动力学行为相比，我们的研究表明：（i）竞争模型和竞争模型都可以只有三个边界吸引子而不存在共存平衡点，或者只有四个吸引子而其中只有一个是持久吸引子，{而}争夺竞争{模型}在某些条件下可能有两个物种的灭绝作为其唯一的吸引子，即，由于强Allee效应，两个物种的\emph{the essential extinction};（ii）{Scramble竞争模型，如Ricker型模型}比竞争模型，如Beverton-Holt型模型具有更复杂的内部吸引子动力学结构;（iii）在一定条件下，Scramble竞争模型{如Ricker型竞争模型}可能更有可能促进两个物种在低密度和高密度下共存。
2015-05-21 math.DS q-bio.PE
Enhanced species coexistence in Lotka-Volterra competition models due to nonlocal interactions
引入并分析了一个具有局部和非局部相互作用的空间Lotka-Volterra竞争模型。我们研究了两种不同的非局部竞争，不同的是，每个物种的特征决定了非局部相互作用的范围。在这两种情况下，非局部相互作用可以创建人口密度的空间模式，其中人口稠密的团块与人口稀少的区域交替出现。这个非人口稠密的地区提供了空间小生境，为较弱的竞争对手建立在社会和坚持在当地模型预测竞争性排斥的条件。此外，取决于本地和非本地竞争强度之间的平衡，较弱的竞争对手的集群从M型结构与较高密度的个人积累在每个集群的边缘，以三角形结构与大多数个人占据其中心。这些结果表明，远程竞争，通过创建种群密度的空间格局，可能是一个重要的驱动力背后的丰富多样性的物种在真实的生态社区。
2021-07-13 nlin.PS 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
A signal of competitive dominance in mid-latitude herbaceous plant communities
了解物种在空间和时间上共存的主要决定因素是生态学的核心问题。然而，生态学家仍然对生物相互作用的规模和条件以及它们如何与环境相互作用以构建物种组合知之甚少。在这里，我们使用最新的理论发展，分析植物分布和性状数据在欧洲，发现株高聚类蒸散量和总初级生产力。这种集群是植物之间种间竞争的信号，这在中纬度生态区最为明显，那里的生长条件（反映在实际蒸散率和总初级生产力上）是最佳的。远离这一最佳状态，气候的严酷性可能会压倒竞争的影响，或者其他相互作用变得越来越重要。我们的方法弥补了物种丰富的竞争理论和大规模物种分布数据分析之间的差距。
2021-08-19 q-bio.PE
Species exclusion and coexistence in a noisy voter model with a competition-colonization tradeoff
我们引入了一个非对称的噪声选民模型来研究移民和竞争扩散权衡的联合效应在两个物种的动态竞争空间的规则格。一个物种的个体可以侵入晶格中最近的相邻位点，而另一个物种的个体能够侵入任何距离处的位点，但在局部竞争力较低，即，它们以概率$g \le 1$建立。该模型还考虑了移民，建模为一个外部噪声，可以自发地取代一个人在晶格网站的另一个人的其他物种。这种机制的组合产生了丰富多样的物种竞争的结果，包括排除任何一个物种，两个物种在不同的人口比例的单稳态共存，以及取决于初始条件的人口比例的双稳态共存。值得注意的是，在双稳态阶段，当移民强度超过阈值时，系统会经历不连续的转变，导致与尖点灾难相关的半循环动力学，从而导致扩散范围最短的物种不可逆转地消失。
2021-02-16 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Population Dynamics of Wolves and Coyotes at Yellowstone National Park: Modeling Interference Competition with an Infectious Disease
1995年，灰狼被重新引入黄石国家公园（YNP）。种群最初繁荣，但自2003年以来，由于疾病引起的死亡率、非法狩猎、公园控制计划、车辆引起的死亡和物种内侵略等因素，种群数量大幅减少。尽管面临着类似的条件，和干扰竞争与狼，郊狼人口在YNP一直坚持。在本文中，我们介绍了一个流行病学框架，结合自然，人为和疾病引起的死亡率，以及两种捕食者之间的干扰竞争。这个理论框架产生的结果被用来探讨竞争和死亡诱导机制对捕食者共存的影响。希望这些关于黄石国家公园食肉动物竞争动态的结果将提供公园管理的见解，从而制定政策，使狼的重新引入取得成功。
2014-07-25 q-bio.PE
Stochastic evolution of four species in cyclic competition
研究了四个种群在均匀混合环境中循环竞争的随机演化。在由有限数量$N$粒子组成的系统中，这些简单的相互作用规则导致了各种各样的灭绝场景，从单一物种统治到非相互作用物种之间的共存。使用精确的结果和数值模拟，我们讨论了不同的$N$值，不同的值的反应速率，以及不同的初始条件下的系统的时间演化。正如预期的那样，随机演化被发现密切遵循大$N$的平均场结果，在灭绝事件附近出现显着的偏差。描述和预测灭绝事件的不同方法进行了讨论。
2012-05-29 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Asymmetric Variability: The Impact of Uneven Stochasticity on Competitive Dynamics
本文构建具有不同生活史的两物种竞争模型，在迁移、选择和环境随机性下推导固定概率与时间等解析结果，以揭示不均匀随机性对物种存续、灭绝及群落均匀度的影响。
2025-01-08 q-bio.PE
Coexistence and invasibility in a two-species competition model with habitat-preference
物种间竞争的结果受物种的空间分布以及诸如人口随机性、移民通量和偏好栖息地的存在等效应的影响。我们介绍了一个基于个人的模型，描述了两个物种的竞争，并将所有上述成分。我们发现，栖息地偏好的存在-产生空间小生境-强烈稳定了两个物种的共存。消除栖息地偏好-中性动态-该模型产生的模式，如人口规模的分布，几乎相同的栖息地偏好的存在下获得的，提供了一个较高的移民率被认为是。尽管在人口分布的相似性，我们表明，入侵性能依赖于栖息地的偏好在一个非平凡的方式。特别是，中性模型的结果更入侵或更少的入侵，这取决于比较是在相同的移民率或在人口规模的平均分布，分别。我们讨论的相关性，这些结果的解释入侵性实验和物种占用的首选栖息地。
2010-06-02 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Slow evolution towards generalism in a model of variable dietary range
Department of Mathematical Sciences, University of Bath（巴斯大学数学科学系）
通过数学模型研究物种饮食范围的进化，发现随机效应驱动泛化饮食的长期演化，并存在路径依赖的准稳态。
2026-05-27 q-bio.PE
Species competition: coexistence, exclusion and clustering
我们提出的Lotka-Volterra方程描述大量竞争物种之间的生态竞争的性质。首先，我们扩展到一个非齐次生态位空间的情况下，代表物种共存的解决方案的稳定性条件。其次，我们讨论了导致物种聚类的机制，并获得了系统的一个特定实例中的集总状态的解析解。我们还讨论了如何现实的生态相互作用可能会导致不同类型的竞争系数。
2009-07-22 nlin.PS q-bio.PE q-bio.QM
Effective Resource-Competition Model for Species Coexistence
传统上，生态位理论的广泛框架内解释了大型生态系统中物种的局部共存。然而，其理论基础很难证明在几乎同质的环境中观察到的丰富的生物多样性是合理的。在这里，我们考虑一个消费者资源模型中，一个粗粒化的过程占各种生态机制，并导致有效的空间效应，有利于物种共存。在这里，我们为几个物种提供了在资源很少的环境中生活的条件。事实上，该模型显示了两个不同的阶段，这取决于幸存物种的数量是否大于或小于资源的数量。我们得到的条件，使一个物种可以成功地殖民共存的物种池。最后，我们分析计算了共存物种的种群大小分布。数值模拟以及人口规模的经验分布支持我们的分析结果。
2021-10-08 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Ecological invasion in competition-diffusion systems when the exotic species is either very strong or very weak
具有Lotka-Volterra型反应项的反应-扩散系统，也称为竞争-扩散系统，被用来研究$m$生态物种之间为了生存和生长所必需的有限资源而竞争的动力学.尽管它们的数学结构相当简单，但这些系统可能会显示出相当有趣的行为。特别地，虽然对于$m=2$，两种物质通常不可能共存，但如果是$m \ge 3$，我们可以观察到所有物质或一部分物质共存，这敏感地取决于参数值。这种共存可以采取非常复杂的时空模式和振荡的形式。不幸的是，目前还没有已知的工具来对$m \ge 3$的这种系统进行完整的分析研究。这意味着，为共存的发生建立一般标准似乎是非常困难的。在本文中，我们将给出物种不共存的一些标准，其动机是生态系统被外来外来种〈动〉<动>的生态问题。我们将证明，当环境对入侵物种非常有利时，入侵总是会成功的，而本地物种将被驱逐到灭绝的边缘。另一方面，如果环境不够有利，入侵总是会失败。
2018-01-30 math.AP q-bio.PE
Temperature and Competition: Drivers in the Ecological Dynamics of Aedes Mosquitoes and Dengue Spread
本研究构建了结合温度依赖性参数的决定性模型与SEIR框架，探讨温度与幼虫竞争对伊蚊动力学及登革热传播的影响，发现温度促进白纹伊蚊入侵与共存，平衡的物种丰度会提高传播风险，强调媒介控制需综合考量温度与竞争因素。
2025-09-13 q-bio.PE
Competition, Trait Variance Dynamics, and the Evolution of a Species' Range
物种群落的地理范围在环境、生态和进化力量的作用下进化。了解这些力对物种范围动态的影响是空间生态学的一个主要目标。以往的数学模型都是在环境梯度的作用下，将物种种群分布的动态变化和与适应度相关的表型性状的选择性进化结合起来研究的。这些模型不可避免地包括一些不切实际的假设，并且生物学上合理的参数值范围不容易指定。因此，这种类型的种子模型的模拟可以导致显着不同的结论，这些人口的行为，包括适应不良设置稳定的范围边界的可能性。在这里，我们协调这样的结果，开发和模拟一个连续体模型的范围内的进化在一个社区的物种，相互竞争，同时扩散的环境梯度。我们的模型扩展了现有的模型，将竞争和自由变化的种内性状方差。该模型的模拟预测物种的性状方差的空间分布与文献中的实验测量结果一致。此外，他们重申种间竞争作为一个有效的因素，在限制物种的范围，即使性状变异不受人为限制。这些理论结果可以通知设计，但罕见的，实证研究，以澄清范围稳定的进化原因。
2021-11-25 math.AP q-bio.PE
Quantitative predictions from competition theory with incomplete information on model parameters tested against experiments across diverse taxa
我们推导出一个分析近似的生态群落作为一个函数的种间竞争的平均强度和物种丰富度的定量预测。这种方法，只有一小部分的模型参数（承载能力和竞争系数），是能够准确地预测经验测量涵盖了各种各样的类群（藻类，植物，原生动物）。
2017-08-11 q-bio.PE
Some "counterintuitive" results in two species competition
研究了经典的两种群竞争模型，其中一个竞争者可能在有限时间内灭绝.我们表明，在这种情况下，经典理论和直觉不成立，各种反直觉的动态是可能的。特别是，较弱的竞争者可以避免竞争排斥，而较慢的扩散器可能不会获胜。数值模拟进行验证我们的分析结果。
2020-08-06 math.AP math.DS q-bio.PE
Cyclic competition of four species: domains and interfaces
我们研究数值域的增长和界面的波动，在一个和两个维的晶格系统组成的四个物种，在一个循环的方式相互作用。粒子移动性是通过交换位于相邻晶格位置上的粒子来实现的。对于链，我们发现，畴生长强烈地依赖于流动性，具有较高的流动性产生较大的畴生长指数。在两个空间维度中，当相互中性粒子之间的交换也是可能的，域生长和界面波动显示独立于捕食和交换率的普遍制度。
2012-06-25 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
On the sympatric evolution and evolutionary stability of coexistence by relative nonlinearity of competition
如果两个物种对同一个共享资源表现出不同的非线性反应，并且每个物种都改变了资源动态，使其有利于竞争对手，那么它们就可以稳定地共存。这种共存机制，被称为竞争的相对非线性，在理论上是很好理解的，但很少有人知道它的进化特性和它在现实社区中的流行。我们解决这一挑战，通过使用自适应动力学理论和基于个人的模拟比较社区的稳定性和进化稳定的物种共存的相对非线性。在我们的分析中，进化作用于物种的密度补偿策略，我们考虑了在高和低资源可用性下人口增长率之间的权衡。我们确认以前的研究结果，无论特定的模型的密度依赖性，有许多组合的过度补偿和欠补偿密度补偿策略，允许稳定共存的相对非线性。然而，我们的分析也表明，大多数这些策略组合是不进化稳定的，将被一个中间密度补偿策略。只有非常具体的权衡导致相对非线性的进化稳定共存。由于我们找不到为什么这些特定的权衡在自然界中应该是常见的，我们得出结论，同域进化和相对非线性的进化稳定性，虽然在原则上是可能的，似乎是不太可能的。我们推测，这可能，至少部分地，解释了为什么这种共存机制的经验证明是罕见的，注意到，然而，在该领域检测相对非线性的困难[...]
2014-08-03 q-bio.PE
Self-localized states in species competition
我们研究的条件下，物种的相互作用，所描述的连续版本的竞争性Lotka-Volterra模型（即非本地Kolmogorov-Fisher模型，及其微分近似），可以支持存在的本地化状态，即补丁的物种与增强人口包围在生态位空间中的物种在较小的密度。这些状态将产生于物种的相互作用，而不是任何偏好的生态位位置或更好的适应性。与以前的工作相比，我们只包括二次非线性，使本地化补丁出现在均匀分布的物种共存的背景下，而不是在顶部的无物种空状态。对于微分模型，我们发现并详细描述了稳定的局域态。然而，对于完整的非局部模型，竞争性相互作用本身不允许观察自定位状态的条件，我们展示了如何包含额外的促进相互作用导致它们的出现。
2014-02-25 nlin.PS q-bio.PE
The effect of "fear" on two species competition
非消耗性的影响，如对掠夺的恐惧，可以强烈影响捕食者-猎物的动态。这些影响还没有得到很好的研究，在纯粹的竞争系统的情况下，尽管生态和社会的动机相同。在这项工作中，我们考虑经典的两个物种ODE和PDE的Lokta-Volterra竞争模型，其中的竞争对手的\emph{one}是“害怕”的其他。我们发现，恐惧的存在可以有几个有趣的动力学效应的弱和强的竞争，竞争排斥的经典场景。值得注意的是，对于某些制度的恐惧水平，我们表明内部平衡和边界平衡之间的双稳定性是可能的-与经典的强竞争情况相反，双稳定性只可能在边界平衡之间。此外，在空间外显设置，几个空间异质恐惧功能的影响进行了研究。特别是，我们表明，在一定的$\mathbb{L}^{1}$限制的恐惧功能，弱竞争型的情况下，可以改变竞争排斥。这些结果的生态以及社会政治环境的应用进行了讨论，连接到“景观的恐惧”（LOF）的概念在生态学。
2022-10-19 math.DS q-bio.PE
Interference competition and invasion: spatial structure, novel weapons and resistance zones
某些入侵植物可能依赖于干扰机制（如化感作用）。以获得对本地物种的竞争优势。但是，在干扰上花费资源可能会在另一个生活史特征上付出代价，因此干扰竞争对入侵生态学的意义仍然不确定。我们建立了生态入侵〈动〉<动>，当抢先竞争和干扰竞争的组合效应在邻域尺度上控制相互作用时。我们考虑三种情况。在“新武器”下，只有最初很少的入侵者才进行干涉。对于“抗性区”，只有留居种干扰，最后我们把两种都看作干扰竞争者。干扰增加了其他物种的死亡率，为殖民创造了空间。然而，一个物种行使更大的干扰减少了传播，这可能会阻碍其殖民开放的网站。在我们模型的均匀混合近似中，干涉从未增强稀有入侵者的增长。但是，如果相互作用是空间结构化的，干扰可以显着增加入侵者的竞争力，并在罕见的情况下增加其增长。也就是说，干扰可以增加入侵者的成功时，殖民开放的网站取决于当地，而不是全球，物种密度。与此相反，干扰增强了常见的，居民物种的抵抗入侵的空间结构无关，除非传播成本太大。背景死亡率的增加（即，死亡率不是由于干扰）总是降低干扰竞争的有效性。
2011-09-12 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Fisher Waves and Front Roughening in a Two-Species Invasion Model with Preemptive Competition
我们研究前传播时，入侵物种与居民竞争，我们假设最近邻抢占资源的竞争，在一个基于个人的，二维晶格模型。渐近锋速度表现出幂律依赖于两个物种的克隆繁殖率（关键生态参数）之间的差异。平均场近似的行为类似，但幂律的指数与基于个体的模型的结果略有不同。我们还研究了粗糙化的前，使用非平衡界面生长的框架。我们的分析表明，最初平坦的，线性的入侵锋表现出Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）粗糙化在一个横向尺寸。此外，这一发现意味着，也证实了模拟，时间修正的渐近前速度是${\cal O}(t^{-2/3})$。
2006-08-01 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Three Logistic Models for the Two-Species Interactions: Symbiosis, Predator-Prey and Competition
如果假设一个孤立的物种遵循逻辑斯蒂映射进化，那么我们倾向于认为两个物种的动力学可以用两个离散逻辑斯蒂方程的耦合系统来表示。由于自然界中存在着两个物种之间的三种基本关系，即共生关系、捕食者-被捕食者关系和竞争关系，因此得到了三种不同的模型。每个模型都是一个立方二维离散Logistic型方程，具有自己的动力学性质：平稳性，周期性，准周期性和混沌。此外，这些模型可以被认为是构建更复杂的生态网络中的相互作用的基本成分。
2004-06-12 math.DS nlin.AO nlin.PS
