元胞自动机模拟物种生态策略：生存压力与进化方向

"这篇论文探讨了使用元胞自动机（CA）模拟生存空间压力下物种的生态策略选择，由董旭、黄鸿洲和俞融锋合作完成，发表于厦门大学生命科学院和数学科学院。文章重点在于建立一个仿真系统来研究物种在不同环境压力下的进化路径，特别是生殖期时间差异对物种寿命的影响。文中引入了r策略和k策略的概念，分析了这两种策略在饱和系统和不饱和系统中的适应性，并通过元胞自动机模型来探索策略选择的规律和生态系统的发展趋势。" 元胞自动机（Cellular Automata, CA）是一种离散计算模型，它由一系列状态可变的简单单元（元胞）构成，每个元胞的状态根据其相邻元胞的状态和一组规则进行更新。在本文中，作者利用这种模型来模拟生物在自然环境中如何根据生存压力选择适合的生态策略。元胞自动机的简单性和规则性使其成为研究复杂系统动态的理想工具。 r策略和k策略是生物学中描述物种适应环境的方式。r策略者通常在不稳定或资源有限的环境中生存，倾向于快速繁殖，产生大量后代，但每个后代的存活率较低。相反，k策略者在稳定且资源丰富的环境中繁衍，它们通常寿命较长，投资更多资源在少数后代的成长上，以提高后代的存活率。这两种策略代表了生物对环境控制力和适应力的不同选择。 文章进一步讨论了在元胞自动机模型下，如何模拟物种在空间压力下的策略选择，并分析了生殖期在生命跨度中的时间差异对物种寿命的影响。这可能是通过调整模型参数，比如生殖周期、寿命、死亡率和资源竞争来实现的。通过对模型的模拟，作者可能发现了在特定环境下，物种可能会倾向于某种策略，或者在某些情况下，同时采用r和k策略的可能性。 S.Wolfram的初等元胞自动机被作为基础模型，这是一个状态只有两个（s1, s2）且邻居半径为1的一维元胞自动机，共有256种不同的规则。通过对这些规则的详细分析，作者可能探索了哪些规则可以最好地反映生物种群在环境压力下的行为模式。 这篇论文通过元胞自动机模型深入研究了物种在生存压力下的生态策略选择，为理解生物进化和生态系统动态提供了新的视角。通过模拟和分析，作者揭示了环境压力对物种策略选择的影响，以及可能存在的策略转变和共存模式，对于生态学理论和生物多样性研究具有重要意义。