统计力学统一不同的生态模式
摘要：最大相对熵（MaxREnt）在生态学中作为统计推断工具的应用越来越受到关注。相反，我们在这里提出将MaxREnt作为将统计力学应用于生态学的工具。我们使用MaxREnt来解释和预测生态群落中物种丰度模式，以在给定环境约束下的最可能行为解释，在统计力学解释和预测热力学系统行为的方式下进行。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，预测到了与草地群落发表的数据相一致的单峰生物多样性-生产力关系；（ii）预测的稀有物种与丰富物种的相对频率非常类似于经验上的对数正态分布；（iii）解释了中性和非中性物种丰度模式；（iv）在更大的尺度上，预测了与物种能量规律相一致的单调的生物多样性-生产力关系；（v）在资源丰富的群落中预测了能量等效性和幂律稀疏自稀行为。我们确定了这些生态模式与热力学系统行为之间的数学相似之处，并得出结论，解释生态模式并不仅仅适用于生态学，而是反映了在非常普遍的环境约束类型下具有许多自由度的复杂系统的通用统计行为。
作者：Roderick C. Dewar, Annabel Porte
论文ID：q-bio/0703061
分类：Populations and Evolution
分类简称：q-bio.PE
提交时间：2007-12-13