在自然生态系统中，混沌并非罕见

导语

研究领域：混沌，生态系统，李雅普诺夫指数

论文题目：

Chaos is not rare in natural ecosystems

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41559-022-01787-y

摘要

自然生态系统的混沌现象被低估

大概50年前，混沌就被引入生态学，来解释自然种群丰度的广泛波动现象。如果混沌是普遍存在的，那么混沌将为自然生态系统的短期可预测性提供保障，同时为长期预测设置严格的限制。这也意味着现如今 “稳定生态系统”范式——生态动力学中的线性统计模型的理论依据，将需要重新思考。然而，绝大多数评估混沌在自然生态系统的流行程度的荟萃分析，都得出混沌是缺失或罕见的结论。最新的全球荟萃分析也得出634个生态时间序列中只有一个是混沌的结果。

图1：六种混沌检测方法在模拟数据集和GPDD数据集表现

变异性、可预测性、非线性、非平稳性、嵌入维数对检测的影响

图2：时间序列的变异性、可预测性、非线性和非平稳性对混沌时间序列的分类影响

图3：延时嵌入的嵌入维数E的选择对检测结果的影响

图4 时间序列变长，噪声水平变高，六种方法的分类表现

混沌现象是我们理解自然生态系统的全新视角

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