随机扩散贻贝—藻类模型的动力学性质研究

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自1990年以来,英国著名生物学家图灵的开创性工作:“利用一个化学物质相互反应并跨空间的系统解释生物学中形态发生的主要现象”,从而,使得反应扩散贻贝-藻类模型越来越受到更多研究学者的关注。然而在现实的生态环境中,生态系统不可避免遭受到各种随机因素影响,因此,研究受环境噪声影响的反应扩散贻贝-藻类模型的动力学性质具有现实意义。本文将运用概率论、随机动力系统和随机分析等相关的理论来研究随机反应扩散贻贝-藻类模型的动力学性质。第一章主要介绍随机反应扩散贻贝-藻类模型的研究背景、研究意义以及与本文研究相关的预备知识,同时还进一步介绍了本文的主要研究内容及其框架结构。第二章主要研究随机反应扩散贻贝-藻类模型的稳定性和遍历性。首先,利用压缩映射原理等相关知识,在相互作用强度充分小情况下,证明了随机反应扩散贻贝-藻类模型全局正解的存在唯一性;其次运用比较定理和收敛半群等理论,获得了随机反应扩散贻贝-藻类模型灭绝性和均方稳定性的条件;最后,利用分析法和对偶半群等方法,证明了随机反应扩散贻贝-藻类模型解的马尔可夫性和不变测度。数值结果表明,在一定条件下,噪声不仅能影响反应扩散贻贝-藻类模型的灭绝性,且还能影响反应扩散贻贝-藻类模型的稳定性。第三章主要研究随机反应扩散贻贝-藻类模型解的指数稳定和弱常返。首先,利用勒贝格控制收敛定理和伪收缩半群等相关知识,证明随机反应扩散贻贝-藻类模型弱解的均方指数稳定;其次,巧妙构造Lyapunov函数,利用有界线性算子和Gronwall不等式等技巧,获得了随机反应扩散贻贝-藻类模型弱解的均方指数最终有界;最后,在均方指数最终有界的条件下,进一步运用强Markov性,列紧性和Chebyshev不等式等理论,证明了随机反应扩散贻贝-藻类模型解的弱常返性。
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