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本文综合利用数学分析,微分方程,生态学的有关理论和方法,系统研究了一类具有Beddington型功能反应的捕食者-食饵模型的复杂生态模型,使模型更加符合实际生态学现象。得到了相应系统的持续生存性、系统的正周期解或概周期解的渐近性质,并以脉冲微分方程的理论为基础,建立了带有脉冲效应的Beddington型功能反应模型,系统地分析了所给系统的各种动力学行为,并借助国际通用计算机代数系统Maple对系统进行了计算机仿真,得到了系统发展长期行为的模拟图。
全文共分五章。第一章,简要综述了相关研究成果并提出了本文的研究内容。第二章,探讨了一类具有Beddington型功能性反应扩散捕食者-食饵系统的渐近性质,运用Lyapunov函数方法,得到了该模型一致持续生存的充分条件,利用Brouwer不动点定理证明了如果系统是周期的,在一定的条件下,则系统至少存在一个正周期解;对更具普遍意义的概周期现象,利用重合度理论,也得出了概周期正解惟一存在且全局渐近稳定性的充分条件。
第三章,考虑到在现实情况中扩散与时滞在自然界中往往同时发生,系统研究了一类具有Beddington型功能性反应扩散和离散时滞捕食者-食饵非自滞系统,运用Liapunov函数方法,得到了该模型一致持续生存的充分条件,利用Brouwer不动点定理证明了如果系统是周期的,在一定的条件下,则系统至少存在一个正周期解;对更具普遍意义的概周期现象,利用重合度理论,也得出了概周期正解惟一存在且全局渐近稳定性的充分条件。
脉冲动力系统是微分方程、动力系统、控制理论等数学分支中最年轻也是最有吸引力的研究领域之一.脉冲微分方程比相应的微分方程理论丰富,而且它更加精确和实际的刻画了许多自然现象.在理论上,我们结合了离散动力系统,连续动力系统和脉冲动力系统的相关理论的研究所提出模型的各种动力学行为.同时,脉冲动力系统为我们提供许多研究课题.在种群动力学中有许多自然现象(种群的出生,死亡是季节性的离散性)和人为因素(人类对可更新资源周期性的开发)的作用可以用脉冲来描述,而脉冲微分方程恰好是离散干涉的模型的一个自然的一个描述.在第四章,以脉冲微分方程的理论为基础,对几个具有Beddington型功能性反应的捕食者-食饵的二维和三维系统进行了研究,利用脉冲微分方程的比较定理和Floquet理论及分析方法研究脉冲效应对捕食系统的动力系统的性质,并对系统行为进行计算机仿真。
第五章总结了本研究的结论并给出了进一步讨论。