害虫综合治理模型的动力学分析

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近些年,在生物数学模型中,以生态种群动力系统为基础的研究已经得到了充分的发展,其中动力系统主要分为连续微分系统和脉冲微分系统。连续微分系统一直是上世纪的研究方向,当人们发现生物界某些动物的生理活动及人类对它们的干扰行为是无法用连续系统来精确描述,而脉冲微分系统却可以较为真实的反映这些短暂的行为时,脉冲微分方程的理论研究就得到了越来越多学者的青睐。  本文主要研究了两类害虫综合治理的捕食食饵模型的动力学性质,一类模型是在同一个临界值对害虫同时采取生物控制(释放天敌或捕杀害虫)和化学控制(喷洒杀虫剂),当害虫的数量达到一定经济临界值时,我们通过释放天敌和喷洒农药使害虫的数量减少到临界值以下,通过Lambert W函数,比较系统和Poincaré映射,我们得到了系统周期解存在性和稳定性的充分条件,并通过数值模拟可以粗略的估测系统周期解的最小周期,为农业的生产带来了方便,并在一定程度节约了开支;另一类模型则是在两个不同的临界值分别采取生物控制和化学控制,当害虫的数量达到第一个临界值时,我们通过生物方法加以控制,当害虫的数量达到第二个临界值时,我们才采取化学方法,这种模型更符合实际情况,同样通过Poincaré映射和拟Poincaré准则,我们可以找到两次脉冲面的微分系统半平凡周期解和正周期解存在性的充分条件。通过Matlab数值模拟,我们可以验证主要结论的可行性。
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