一类捕食者-食饵模型的稳定性与分岔分析

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随着对社会资源的不断开采,自然的生态平衡遭到破坏,自然灾害也随之产生.在探索自然界物种的种群自身动力学特征和与之相关的种群之间相互作用过程中,人们也越来越关注可持续发展的重要性,既满足人类需求又维持了生态平衡.在种群动力学中,两个种群间存在多种关系,但最值得青睐的是捕食关系.本文主要对一类带有简化Holling类型IV功能反应函数和非线性收获函数的捕食者-食饵模型进行研究,讨论在人为捕猎下捕食系统的动力学性质以及数值模拟结果,更好地探究种群的结构和发展趋势.本文的结构安排如下:第一章是绪论,主要介绍了捕食者-食饵模型的研究背景,来源,国内外研究现状以及本文的主要结果.第二章是预备知识,主要介绍了本文用到的平衡点稳定性判定方法和分岔方法.第三章通过引入收获函数项构建一个新的捕食者-食饵模型,研究系统的解的定正性和有界性以及平衡点的存在性和稳定性.第四章是探究在非双曲平衡点和退化平衡点处发生的分岔现象,包括跨临界分岔,鞍结点分岔,Hopf分岔以及Bogdanov-Takens分岔.首先,应用Sotomayor定理,证明跨临界分岔和鞍结点分岔的存在.其次,应用Hopf分岔理论,得到Hopf分岔的存在条件,通过计算Lyapunov常数得到亚临界Hopf分岔和超临界Hopf分岔存在的参数域及其产生的极限环的稳定性.再其次,通过计算在余维2尖点平衡点小邻域内的普适开折,证明排斥和吸引的余维2 Bogdanov-Takens分岔与同宿分岔的存在.最后,分析得出异宿分岔的存在.其中,数值模拟进一步验证了所得结论的正确性.
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