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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2024-03-12
摘要
生態學家長期以來一直試圖了解多樣性和結構如何調節整個生態系統的穩定性。對於高度多樣性的食物網，物種之間的相互作用通常使用具有隨機選擇的相互作用強度的矩陣來表示。不幸的是，這個過程往往會產生沒有潛在平衡解的生態系統，因此這種方法的生態推論可能會因非生物學結果而產生偏差。利用代謝網路最新計算有效的方法論進展，我們首次採用逆向方法進行多樣性穩定性研究。我們將現實食物網拓樸（以下稱為經典模型）的經典隨機交互作用矩陣與使用逆方法產生的可行的、生物限制的網進行比較。我們表明，能量約束的可行模型比經典的隨機矩陣方法產生更高比例的穩定高多樣性網路。當我們檢查這些矩陣模型的能量約束相互作用強度分佈時，我們發現雖然這些不同的網絡具有一致的負自我調節，但它們不需要強大的自我調節來持續存在。相反，這些受到能量約束的多樣化網絡顯示出越來越多的弱相互作用，這些相互作用已知可以提高局部穩定性。進一步的研究表明，這些弱相互作用中的一些自然地出現在模型食物網中，來自約束生成的現實通才-專長權衡，其中通才捕食者的相互作用比更專業的物種更弱。此外，我們在這裡提出的逆向技術對於理解穩定的高多樣性網絡背後的生物結構的作用以及將經驗數據與理論聯繫起來具有巨大的前景。