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统计力学统一了不同的生态模式。 (英语) 兹比尔1398.92272

摘要:最近,人们对最大相对熵(MaxREnt)作为生态学统计推断工具的使用越来越感兴趣。相比之下,我们建议将MaxREnt作为将统计力学应用于生态学的工具。我们使用MaxREnt解释和预测生态群落中物种丰度模式,即在给定环境约束条件下最可能的行为,就像统计力学解释和预测热力学系统的行为一样。我们表明,MaxREnt统一了许多不同的生态模式:(i)在相对局部尺度上,预测了单峰生物多样性-生产力关系,与草原群落的已发表数据非常一致,(ii)稀有物种与丰富物种的预测相对频率与经验对数正态分布非常相似,(iii)解释了中性和非中性物种的丰度模式,(iv)在更大尺度上,根据物种能量定律预测了单调的生物多样性-生产力关系,(v)在资源丰富的社区中,预测了能量等价性和幂律自学习行为。我们确定了这些生态模式和热力学系统行为之间的数学相似性,并得出结论,生态模式的解释并不是生态学独有的,而是反映了在非常一般的环境约束类型下具有多个自由度的复杂系统的一般统计行为。

MSC公司:

92D40型 生态学
82B99型 平衡统计力学
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