基于色关联高斯噪声理论下捕食者-被捕食者模型中被捕食者的平均灭绝时间

在经典的捕食者—被捕食者模型中,引入分析猎物演化趋势的平均灭绝时间,利用最快下降法,通过理论计算推导得到该模型的平均首次通过时间的解析表达式,对噪声强度及其关联对被捕食者(猎物)和系统的平均灭绝时间之间的影响进行分析.理论计算结果的数值分析研究表明:(1)被捕食者的平均灭绝时间T+(x-→xu)随加性噪声强度D的变化趋势呈现出单调递减函数图像.(2)平均灭绝时间T-(x+→xu)随着D的增加而迅速减小,即T-(x+→xu)关于D呈现出单调减函数的关系图.(3)随着乘性噪声强度Q的增加,T(x±→xu)出现一个迅速增加并达到峰值的过程,然后迅速减小.(4)噪声间关联强度λ对平均灭绝时间T-(x+→xu)和T+(x-→xu)呈现出完全不同的影响方式.上述结果可以从统计物理学的角度为濒危物种、稀有珍贵物种保护提供一定理论指导,以确保生物多样性保护更有力地开展.

具有比率依赖的HollingⅡ型功能反应函数的染病捕食者-食饵随机模型的动力学分析

研究了带有饱和发生率和比率依赖的HollingⅡ型功能反应函数的染病捕食者-食饵随机模型的动力学性质。首先构造合适的Lyapunov函数,利用Ito公式,通过反证法证明了在满足利普希茨条件下随机模型存在唯一的全局正解;然后,利用Ito公式、局部鞅的大数定律等随机微分方程的相关理论证明了系统在满足一定条件时食饵是持久的,易感捕食者和染病捕食者将逐渐灭绝;最后,通过数值仿真验证了结果的正确性,并得到了主要参数对模型的解产生的影响。

二维具时滞捕食-食饵共生模型的Hopf分支

利用规范型理论和中心流形定理研究了一类二维具时滞的捕食-食饵共生模型的Hopf分支.通过对特征方程的分析,给出了其平衡点的稳定性、Hopf分支的存在性以及分支方向和分支周期解的稳定性等结果,并通过数值模拟验证了所得结论的正确性.

一类具有收获的共享资源型捕食-食饵模型的建立与分析

本文建立了一类具有线性收获率及Holling Ⅱ型功能反应函数的共享资源型捕食-食饵模型,分析了该系统平衡点的存在性与稳定性。系统可能存在无食饵种群的平衡点,无捕食者种群的平衡点以及正平衡点,通过定性分析得到无食饵种群的平衡点在不同的条件下可以是稳定的平衡点、鞍点或者鞍结点,而无捕食者种群的平衡点始终是鞍点,并给出了正平衡点稳定的条件。最后,对系统进行数值模拟,发现收获率的不同取值可以改变系统的稳定状态。因此,利用理论分析结果可得到在保证生态稳定的前提下人类捕捞的最优收获。

具有非线性收获的捕食-食饵模型的建立及分析

本文建立并分析了具有非线性收获函数的捕食-食饵模型。首先,讨论了平衡点的存在性,分析结果表明系统始终存在1个灭绝平衡点,且存在2个边界平衡点和1个正平衡点共存的现象;其次,对不同类型平衡点的稳定性进行了分析,发现了系统会出现鞍结点分支、Hopf分支等复杂的动力学行为。数值模拟结果表明,随着收获强度的改变,捕食者的规模会趋于灭绝、常数或者周期性震荡。这就表明在实际中可通过调节收获强度这一措施来实现控制捕食者数目的目的。本文的理论研究结果可进一步丰富有关具有非线性收获的捕食-食饵模型的研究,为合理收获策略的制定提供理论依据。

污染环境下具有Markov切换的随机食饵-捕食渔业模型及其最优收获

本文研究在污染环境中具有白噪声和Markov切换的随机食饵-捕食者渔业模型的最优收获策略.首先证明全局正解的存在唯一性,讨论种群灭绝和持久的阈值.通过构造适当的Lyapunov函数得到遍历平稳分布存在的充分条件.应用遍历方法研究模型的最优收获策略.最后,提供一些数值模拟来证明理论分析.分析表明, Markov切换可以抑制种群的灭绝,而白噪声强度和污染物浓度对最优收获策略有明显的负面影响.

具有恐惧效应及修正的Holling-Ⅱ捕食者-食饵模型动力学分析

利用微分方程的特征值理论、 Poincare-Bendixson环域定理和Hopf分支理论分析具有恐惧效应及修正的Holling-Ⅱ捕食者-食饵模型,给出该模型平衡点的稳定性,并证明该模型具有稳定的极限环以及在共存平衡点处会出现Hopf分支.结果表明,恐惧效应和修正的Holling-Ⅱ函数对系统稳定性有显著影响.

关联噪声下捕食-被捕食模型的动力学研究

目的研究在关联噪声驱动下的捕食-被捕食模型的稳态性质和瞬态性质,进而分析捕食者、被捕食者种群的生存繁衍状况对生态系统动态平衡的影响,增强对复杂生态系统动力学的理解。方法通过Euler-Maruyama Algorithm,对基于比率依赖HollingⅢ型功能反应函数的捕食-被捕食模型在关联噪声下系统稳态概率分布、平均首次通过时间、弛豫时间进行了数值模拟与分析。结果与结论结果表明,噪声间正向关联(0<λ≤1)时,种群间涨落增强系统的稳定性;噪声间负关联(-1≤λ<0)时,种群间涨落减弱系统的稳定性;种群间涨落使得系统的平均首通时间和弛豫时间呈现非单调变化,表明系统的状态转迁存在最优参数。研究发现种群间涨落的关联性应是物种间维持竞争-协作机制的一种潜在方式。

具有防御能力的Leslie-Gower捕食食饵模型的平衡态正解分析

在Leslie-Gower捕食食饵模型中引入Monod-Haldane功能反应函数,研究齐次Dirichlet边界下食饵的防御能力对捕食系统平衡态正解的影响。利用极大值原理、上下解方法、分歧理论和稳定性理论等建立了平衡态正解的先验估计、存在的充要条件和局部稳定条件。结合数值模拟对平衡态正解进行定量分析。研究结果表明,只要食饵和捕食者的内禀生长率大于某个常数,就可产生共存模式。同时食饵防御能力会对捕食者产生抑制效应。特别地,当食饵具有较高生长率时,食饵抵御捕食者的能力更强。

具有Lévy跳的随机时滞食饵-捕食模型的最优收获

研究了一类带Lévy跳的时滞食饵-捕食模型的捕捞策略.利用比较原理分析物种平均持久性和灭绝性的充分条件,在一定假设条件下证明了该模型分布的稳定性,运用遍历法建立最优收获策略存在的条件,得到了最优捕捞努力量和最大持续产量.最后通过数值模拟验证理论结果.

具有避难所的Holling-Tanner捕食者-食饵扩散模型的稳定性与Hopf分支分析

本文研究一类具有避难所的 Holling-Tanner型捕食者-食饵模型。 首先分析了常微分系统下平衡 点的稳定性,然后通过分析扩散模型平衡点的特征方程,讨论正平衡点的局部稳定性以及Hopf分 支存在的条件。 结果表明:避难所会导致Hopf分支产生,产生空间齐次周期解,扩散的加入会创 造新的Hopf分支点,产生空间非齐次周期解。这说明设立适当的食饵避难所有助于物种共存。

带有竞争的非线性捕食者-食饵模型解的有界性

主要研究了一类带有竞争机制的非线性捕食者-食饵模型.通过对试验函数φ(w)的精细构造,对加权积分∫_(Ω)u^(p)φ(w)和∫_(Ω)v^(p)φ(w)的计算,可以得到u和v在L^(p)(Ω)中对任何有限p的有界性.并通过Moser-Alikakos迭代技巧,成功证明在某种参数条件下该模型具有全局有界经典解.

一类具有年龄结构的概周期捕食-食饵模型的阈值动力学

本文提出并研究了一类具有年龄结构和季节性波动的捕食-食饵模型。为了研究其阈值动力学,引入了该模型的基本再生数R0,并利用比较原理,斜积半流,单调动力系统和持久性理论建立了该模型的阈值型结果。结果表明,当R0 0 >1时,捕食者与食饵将会共存。

具有Leslie-Gower项的捕食者-食饵扩散模型的稳定性

讨论具有Leslie-Gower项的捕食者-食饵弱耦合扩散系统解的一致有界性和正平衡点的稳定性。首先,应用线性化方法得出了该模型正平衡点的局部稳定性的充分条件。其次,应用Lyapunov函数方法得出了该模型正平衡点的全局渐近稳定性的充分条件。

具有Lévy跳跃驱动的Rosenzweig-MacArthur捕食者–食饵模型的渐近行为

本文主要利用随机分析等相关知识,根据进化稳定策略框架对Rosenzweig-MacArthur捕食者–食饵模型进行改进,证明了具有Lévy跳跃驱动的Rosenzweig-MacArthur捕食者–食饵模型解的存在唯一性和随机有界性,并探究了该模型的灭绝性、持久性和平稳分布。

一类具有双时滞的捕食模型的稳定性和Hopf分支

建立了一类具有B-D型功能反应和不同避难行为的双时滞捕食模型,并以时滞作为参数,分析了模型在不同时滞情况下正平衡点的稳定性和Hopf分支.研究结果表明,当时滞等于相应的临界值时,模型在正平衡点处发生Hopf分支,且正平衡点的稳定性发生改变.

捕食-食饵系统在离散斑块环境下强迫波的唯一性

捕食-食饵系统是一种描述捕食者和食饵之间相互作用的数学模型,在种群生态学的研究中扮演着重要角色.在具有气候变化效应的捕食-食饵系统在离散斑块环境下,基于有利栖息地不断减少的条件,利用滑动技巧并结合强极大值原理得到了强迫波的唯一性.

一类具有饱和发生率的染病食饵-捕食者随机模型的动力学分析

研究了一类带有饱和发生率和随机比率依赖的HollingⅢ型功能反应的染病食饵捕食者随机模型.首先,利用Itô公式和构造的Lyapunov函数证明了染病食饵捕食者随机模型存在唯一的全局正解.其次,利用Has’miniskii遍历性理论证明了随机模型存在唯一的遍历平稳分布.再次,利用Itô公式、大数定律、鞅理论得到了染病食饵种群的阈值R^(h)_(0):当R^(h)_(0)<1时疾病将趋于灭绝,当R^(h)_(0)>1时疾病将长期存在.最后,利用数值仿真验证了所得结果的正确性.

一类带传染病的捕食与被捕食模型的动力学分析

本文研究一种带人为捕获率的食饵患病的捕食与被捕食模型.首先,通过将平衡点进行成对分析,得到各平衡点局部稳定性结论和一些阈值;其次,通过构造Liapunov函数得到捕食者无病平衡点、共存无病平衡点、食饵地方病平衡点和共存地方病平衡点的全局稳定性;最后,通过数值模拟验证了理论分析的结果,并讨论了疾病、捕食者以及对食饵的人为捕获率对系统的共同作用.

具有Beddington-DeAngelis型功能性反应的随机时滞捕食-被捕食系统

本文研究一类具有Beddington-DeAngelis型功能性反应的随机时滞捕食-被捕食系统。利用Lyapunov函数、It8公式等证明该系统存在唯一全局正解和随机最终有界性,得到全局渐近稳定性的充分条件。利用Milstein方法进行数值模拟,验证系统的全局渐近稳定性。