人类的生存环境急剧恶化，致使一些种群灭绝。在这种情况下，人们已经意识到可持续发展的重要性以及最优控制理论对生态环境的价值是无法估量的。生物种群系统的最优控制问题已成为一个十分活跃的研究领域，建立生物种群系统最优控制模型，选择合适的控制变量的方法，是研究最优控制问题卓有成效的工具。自二十世纪八十年代以来，生物数学的研究队伍愈来愈壮大，并且众多学者们的研究为有关部门的管理提供了可行的、高效的和科学的依据。　　本文研究了几类具有年龄结构的非线性种群系统的最优收获问题，系统的出生率和死亡率均连续依赖于种群个体年龄和加权总规模。文中运用特征线法求出系统的形式解，同时利用Gronwall引理，Banach不动点定理等理论工具证明了系统解的存在性、唯一性、非负性、有界性和解对初始数据的连续依赖性，然后由Mazurs定理证明了最优解的存在性，以及借助共轭方程理论和法锥概念得到最优解存在的必要条件。　　本论文从以下三个方面进行了主要研究。　　（一）具有年龄结构和加权总规模的竞争系统的最优控制问题。　　在第二章中，首先利用特征线法求出系统的形式解，综合运用Ballman引理、Gronwall引理、Banach不动点定理和局部Lipchitz连续等理论知识证明了该系统解的适定性，然后由Mazurs定理证明最优解的存在性，最后借助法锥概念和共轭方程技巧得到最优解存在的必要条件。　　（二）具有年龄结构和加权总规模的食饵-捕食系统的最优控制问题。　　在第三章中，研究了一类具有年龄结构和加权总规模的食饵-捕食系统，利用Banach不动点定理等知识证明了系统解的适定性，再借助Mazurs定理，法锥概念和共轭方程理论证明了最优解的存在性和最优解存在的必要条件。　　（三）具有年龄结构和加权总规模的三竞争种群系统的最优控制问题。　　在第四章中，研究了一类具有年龄结构和加权总规模的三竞争种群系统的最优控制问题，利用相同的方法讨论了三竞争种群系统解的适定性，最优解的存在性以及最优解存在的必要条件，得到更加符合现实的生物数学模型。