在 恒定组织条件 下,超循环的总浓度被固定在定值 c0,因此每一个容许状态都位于浓度单纯形
将这一条件施加于 n 元超循环,会得到一个非常简洁的不动点集合。 中心不动点 为 x̄0 = (c0/n)(1, …, 1)ᵀ,因此 n 个物种中的每一个都具有相同的浓度 c0/n,且这 n 份份额之和恰好等于 c0。由于所有坐标都相等,该点位于单纯形的 内部 ,并且具有置换对称性:对循环中的物种重新标记不会改变它。它是完全合作的平衡态——没有任何成员比其他成员更受偏爱。
一个中心点与 n 个角点
- 中心不动点:x̄0 = (c0/n)(1, …, 1)ᵀ——位于单纯形内部的一个等浓度、置换对称的平衡态,其中所有成员共存。
- n 个角不动点:每个成员对应一个,其中该物种的浓度为 c0 ,而其余所有物种均为零。原则上每个物种都可以成为唯一的幸存者。
- 角点是纯态:它们位于单纯形的顶点,因此描述的是单一优势物种,而非一个整合的、合作的群落。
示例:
对于三元超循环,浓度单纯形是一个三角形。中心不动点为 (c0/3, c0/3, c0/3), and the three corner fixed points are (c0, 0, 0)、(0, c0, 0) 和 (0, 0, c0)。因此与这一步相关的不动点集合包含一个中心等浓度平衡态加上 n 个纯态角平衡态——总共 1 + n 个点,本例中为四个。请注意,角点的存在直接源于系统的对称性;而内部点是否真正吸引轨迹则取决于 n 以及系统的简正模态,这将作为一个单独的步骤进行分析。
解读几何结构
中心不动点是 n 个顶点的重心(算术平均),这正是其所有坐标均为 c0/n 的原因。一个常见的失误是把角点当作“没有平衡态”;事实上它们是边界上真正的稳态。其结构性对比在于内部与边界、对称与对称破缺——而不是存在与不存在。
