基于元生理方法捕食与被捕食系统的动力学性态分析

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本文主要研究一类基于元生理方法建立的捕食与被捕食系统的动力学性态。其中x1和x2分别表示食饵与捕食者的生物量密度。参数均为正,其具体的生物学意义。系统不同于传统的基于人口统计学建立的捕食与被捕食系统,是从生物量密度变化的角度建立的模型。该系统不仅是在独立营养级上建立的食物网模型,而且营养级之间的提取和转化也遵循了一致的原则。目前,针对系统的动力学研究很有限,为了进一步发掘其动力学行为,本文做了以下的研究:一是讨论了系统正解的有界性,得到了系统的正不变区域,在一定条件下还得到了系统的持续性。讨论了系统平衡点的存在性和稳定性。二是研究了系统)中存在的分支现象:Transcritical分支和Hopf分支。通过选取合适的参数,我们还在系统中捕捉到了四种不同类型的气泡现象。运用到的理论和方法主要有:微分不等式、比较定理、Lyapunov函数、LaSalle不变集原理、Bendixson?Dulac判别法、中心流形理论、规范型理论等。最后通过数值模拟验证了理论结果。这些结果丰富了种群动力学性态,为种群生态学研究提供了新的见解。
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