具有放牧率及扩散的(概)周期Lotka-Volterra系统的稳定性分析

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xpzcz1987
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在Lotka–Volterra生态系统中,描述种群密度变化规律的微分方程(组)通常有多个平衡态,确定系统的解是否收敛于平衡态、收敛于哪一个平衡态以及什么时候收敛于平衡态是生态学中一个非常有意义的课题,同时也是控制论中的一个重要的课题.由于环境因素通常随时间周期波动,因此在生态系统中加入衡量环境变化的周期参数是必要的,但实际上考虑环境的概周期变化更符合实际.对周期Lotka–Volterra生态系统的研究,已有很多方法和技巧,然而由于概周期Lotka–Volterra系统中的种群间的相互作用更加复杂,所以对此类生态系统的研究工作还不多见.另外,放牧也是种群的一种自然现象.鉴于此,本文对几类具放牧率及扩散的Lotka–Volterra概周期生态系统进行了研究,具体如下:在第一章中,首先介绍了本课题的研究背景及意义,然后详细阐述了Lotka–Volterra生态系统的国内外研究现状,最后介绍了本文的研究内容及组织结构.在第二章中,首先研究了一类具有放牧率及扩散的三种群概周期Lotka-Volterra竞争系统的稳定性.通过利用偏微分方程的上下解方法、Schauder不动点定理以及李雅普诺夫稳定性理论,得到确保该模型的概周期解存在以及稳定的充分条件.然后将所获得的结果推广到N种群概周期Lotka-Volterra竞争系统.在第三章中,我们研究了一类具放牧率及扩散的含两个相互竞争的捕食者和一个食饵的三种群概周期Lotka-Volterra捕食模型的稳定性.通过利用偏微分方程上下解方法、线性系统的指数型二分性以及Banach压缩不动点定理,得到确保该模型的概周期解存在、唯一以及稳定的充分条件.在第四章中,利用Matlab软件对所研究的系统进行了数值模拟,验证了所得结果的正确性.
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