Density regulation amplifies environmentally induced population fluctuations
Notice bibliographique
Résumé
Background: Density-dependent regulation is ubiquitous in population dynamics, and its potential interaction with environmental stochasticity complicates the characterization of the random component of population dynamics. Yet, this issue has not received attention commensurate with its relevance for descriptive and predictive modeling of population dynamics. Here we use a Bayesian modeling approach to investigate the contribution of density regulation to population variability in stochastic environments. Methods: We analytically derive a formula linking the stationary variance of population abundance/density under Gompertz regulation in a stochastic environment with constant variance to the environmental variance and the strength of density feedback, to investigate whether and how density regulation affects the stationary variance. We examine through simulations whether the relationship between stationary variance and density regulation inferred analytically under the Gompertz model carries over to the Ricker model, widely used in population dynamics modeling. Results: The analytical decomposition of the stationary variance under stochastic Gompertz dynamics implies higher variability for strongly regulated populations. Simulation results demonstrate that the pattern of increasing population variability with increasing density feedback found under the Gompertz model holds for the Ricker model as well, and is expected to be a general phenomenon with stochastic population models. We also analytically established and empirically validated that the square of the autoregressive parameter of the Gompertz model in AR(1) form represents the proportion of stationary variance due to density dependence. Discussion: Our results suggest that neither environmental stochasticity nor density regulation can alone explain the patterns of population variability in stochastic environments, as these two components of temporal variation interact, with a tendency for density regulation to amplify the magnitude of environmentally induced population fluctuations. This finding has far-reaching implications for population viability. It implies that intense intra-specific resource competition increases the risk of environment-driven population collapse at high density, making opportune harvesting a sensible practice for improving the resistance of managed populations such as fish stocks to environmental perturbations. The separation of density-dependent and density-independent processes will help improve population dynamics modeling, while providing a basis for evaluating the relative importance of these two categories of processes that remains a topic of long-standing controversy among ecologists.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».