Metacommunity Dynamics: Integrating Local Dynamics, Stochasticity, and Connectivity
元社区动态:整合局部动态、随机性和连通性
基本信息
- 批准号:1817124
- 负责人:
- 金额:$ 29.07万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-06-15 至 2023-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This project will develop a novel mathematical approach for describing the dynamics of ecological communities at large spatial scales, a description of dynamics called metacommunities. From a mathematical standpoint, the project will start with relatively simple descriptions of interactions among species, such as competition and predation, at small spatial scales, coupled with descriptions of connectivity, the way species move between locations. The mathematical descriptions will then be expanded to include more detailed and realistic descriptions of interactions among species and underlying environmental changes. The models will be analyzed to determine both long-term behavior and dynamics. The mathematical models will then be used to answer important ecological questions focused on how changes in habitat quality and availability and connectivity between different habitats will affect the composition and dynamics of these metacommunities. This, in turn, will provide information about how human activities that affect habitats and connectivity will affect species composition and dynamics and can provide guidance for both conservation and restoration efforts. The mathematical models of metacommunities used will be primarily phrased in discrete time with a time step of one year, both to reflect dynamics in seasonal environments and how data is gathered. The simplest models will focus only on species presence or absence and will be difference equations, so a relatively complete analytical treatment will be possible. Equilibria and their stability can be calculated. The more complex descriptions will all be phrased as integro-difference equations where time is discrete, but the state space is continuous. The underlying dependent variables will be density functions for the abundance of the species under consideration, and the kernels in the integro-difference equations will describe the underlying ecological dynamics. Initial analyses will be numerical with the expectation that analytic treatment of conditions for persistence and coexistence will be possible, building on recent mathematical work on integro-difference equations. To treat changing conditions through time, the kernels will be modified to include explicit time dependence. The mathematical analyses will then be used to answer the underlying ecological questions.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目将开发一种新型的数学方法,用于描述大空间尺度上生态群落的动态,这是对称为元社区的动力学描述。 从数学的角度来看,该项目将从对物种之间的相互作用相对简单的描述开始,例如竞争和捕食,在小空间尺度上,再加上连通性的描述,物种在位置之间移动的方式。 然后,数学描述将扩展,以包括对物种之间相互作用和潜在环境变化的更详细和现实的描述。 将分析模型以确定长期行为和动态。 然后,数学模型将用于回答重要的生态问题,重点是栖息地质量,可用性的变化以及不同栖息地之间的连通性如何影响这些元社区的组成和动态。 反过来,这将提供有关影响栖息地和连通性的人类活动如何影响物种组成和动态的信息,并可以为保护和恢复工作提供指导。 所使用的元社区的数学模型将主要在离散时间以一年的时间为单位,既反映了季节性环境中的动态以及如何收集数据。最简单的模型仅专注于物种的存在或不存在,并且是差异方程,因此可以进行相对完整的分析处理。可以计算平衡及其稳定性。更复杂的描述都将被用作分散时间的截见方程,但状态空间是连续的。 基本的因变量将是所考虑的物种丰度的密度函数,而在整体差异方程式中的内核将描述潜在的生态动力学。 最初的分析将是数值的,期望对持久性和共存条件的分析治疗将基于最新的数学差异方程式。 为了通过时间处理变化条件,将修改内核,以包括明确的时间依赖性。 然后,数学分析将用于回答潜在的生态问题。该奖项反映了NSF的法定使命,并使用基金会的知识分子优点和更广泛的影响审查标准,被视为值得通过评估来获得支持。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Sea-level rise can reverse the conditions that promote the spread of ecosystem engineers
- DOI:10.1007/s12080-022-00548-8
- 发表时间:2022-12
- 期刊:
- 影响因子:1.6
- 作者:R. Decker;A. Hastings
- 通讯作者:R. Decker;A. Hastings
Catastrophes, connectivity and Allee effects in the design of marine reserve networks
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- DOI:10.1111/oik.07770
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:White, Easton R.;Baskett, Marissa L.;Hastings, Alan
- 通讯作者:Hastings, Alan
The role of between-patch dynamics in a metapopulation: a discrete-time modelling approach
斑块间动态在集合种群中的作用:离散时间建模方法
- DOI:10.1007/s12080-020-00486-3
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:1.6
- 作者:Marculis, Nathan G.;Arroyo-Esquivel, Jorge;Hastings, Alan
- 通讯作者:Hastings, Alan
The effect of colonization dynamics in competition for space in metacommunities
殖民动态对元社区空间竞争的影响
- DOI:10.1007/s12080-021-00515-9
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:1.6
- 作者:Arroyo-Esquivel, Jorge;Marculis, Nathan G.;Hastings, Alan
- 通讯作者:Hastings, Alan
Simple discrete-time metapopulation models of patch occupancy.
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- DOI:10.1111/oik.07716
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:Marculis, N.;Hastings, A.
- 通讯作者:Hastings, A.
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Alan Hastings - 通讯作者:
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$ 29.07万 - 项目类别:
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