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| 一类食物网模型的进化分布动态分析 |
王艺桦, 杨淑伶, 杜蔓婷, 韩晓卓*
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广东工业大学数学与统计学院, 广州 510520
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摘要 在自然界中, 错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定平衡的重要条件。探索食物网的复杂结构与生态-进化动态关系是目前生态学的研究热点问题之一。基于进化动态分析工具——进化分布动态方法, 提出了一类具有特征调节的食物网模型, 其中包含密度依赖的自然增长、特征依赖的死亡、竞争和捕食关系等生态因素; 并基于反应扩散方程和积分微分方程的数值求解方法, 给出了连续表型特征空间下的物种特征的进化分布动态。通过对竞争核和捕食核等关键参数的分析, 旨在揭示生态因素对维持食物网生物多样性和进化分布的作用。结果表明, 系统中的竞争核宽度和饮食生态位宽度决定食物网中进化分支的数量和分布模式, 狭窄的竞争核宽度和低的生态位宽度有利于物种多样性的形成。泛化种更易导致物种表型特征的趋同化, 进而引起物种多样性的减少, 同时也验证了具有较宽食谱宽度的物种具有较多种群数量的一般性结果; 而竞争核宽度的改变对种群密度没有显著影响。另外, 当最佳捕食效率在体型差异较大的物种之间取得时, 食物网内更多的现实生态位被填充, 但始终有空生态位, 这是群落中普遍存在的一种现象。以上结果对深入理解食物网的进化稳定性具有一定的指导意义。
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