一类具有时滞生态系统的分支分析

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当代科学技术的进步,人类社会的快速发展,都使着人们生活水平得到了很大的提高,随之人们对鱼类的需求量也与日俱增。据相关文献记录,在2000年时,世界人工养鱼的总产量就是前15年的总和。然而,随着生态环境的日益恶劣,环境污染越来越严重,鱼类的生存环境也受到极大的影响,如水质受到污染,导致营养物质的污染已经超过了水质能够降解的能力。鱼类的产量和质量都受到严重的威胁,甚至导致某些鱼类的灭绝。因此研究鱼类对外界营养物质的沉淀和吸收以及鱼类在水中与其他物种之间的竞争排斥的关系,具有非常重要的意义。  在建立描述生态系统数学模型的过程中,时滞的存在对物种的生长规律具有或多或少的影响。例如鱼类从营养物质的获取到转化为自身的能量需要,从转化自身需求到产生下一代等等,这些过程中都存在时滞。具有时滞的营养物-鱼类-贝类数学模型,对现实中相关过程的研究具有实际意义,对未来的预测也更加准确。  在本文中,研究了一类具有时滞的营养物-鱼类-贝类数学模型。首先介绍了营养物-鱼类-贝类数学模型的研究背景及现状。其次从理论上证明了各种平衡点的稳定性,以τ为分支参数,讨论在正平衡点附近出现Hopf分支的可能性。再次,利用中心流形和规范型,分析了正平衡点附近Hopf分支的分支方向和分支周期解稳定性,给出了决定Hopf分支性质的相关的表达式。最后,进行数值模拟,以验证所得结论的正确性。
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