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当今世界污染日益严重,研究污染环境中生物种群的生存问题成为许多学者关注的热点问题。捕获也是影响生物种群生存的重要因素,尤其是常数捕获对生物种群造成的影响更难控制。本文利用积分均值、比较定理等方法分别对污染环境中Smith模型和Gallopin模型进行分析研究,以此预测种群的发展以及人为捕获对种群生存的影响。具体工作如下:
考虑死亡种群对体内毒素及环境毒素的影响,建立了一类污染环境中的单种群Smith模型。对外界毒素不变时,利用比较定理、Ruth-Hurwitz准则和复合矩阵,分别给出平衡点的存在性和稳定性的充分条件。当外界毒素变化时,在无捕获情况下,利用比较定理进行放缩寻找到体内毒素和外界毒素合适的界,得到种群在有限时间内β-生存和β-绝灭的充分条件。利用积分均值,引入控制函数,借助其极值范围的讨论,得到种群在有限时间内β-生存和β-绝灭的几组充分条件。在具有常数捕获下,利用比较定理和微分不等式的方法,得到种群在有限时间内β-生存和β-绝灭充分条件,并得到保证种群生存的最大捕获量。
考虑死亡种群对体内毒素及环境毒素的影响,对一类污染环境中的单种群Gallopin资源-消费者模型进行改进。针对无捕获时的Gallopin模型,利用微分不等式和比较定理,得到消费者种群和资源的有界性,并利用体内毒素和外界毒素合适的界得到种群在有限时间内β-生存和β-绝灭的充分条件。针对具有常数捕获时的Gallopin模型利用类似方法,得到种群在有限时间内β-生存、β-绝灭以及零绝灭的几组充分条件,并得到保证消费者种群生存的最大捕获量。
通过对污染环境中种群稳定性,生存状况的研究可以更好地指导人们保护环境,控制污染,这对于保持生态平衡和开发利用生物资源有着广泛的理论和现实意义。