几类随机生态模型生存性的数学理论分析

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生物种群的可持续发展问题已经成为当今社会关注的几大问题之一。近年来生物种群生存分析的研究越来越受到国内外学者的重视。由于在实际中生态模型的物种不可避免的受到各种环境噪声、脉冲效应和时间延迟的影响,本文建立了以下五类生态模型。这篇论文旨在研究这五类模型中的物种生存分析情况,具体研究内容如下:1.考虑由Brownian运动驱动的随机Logistic模型。探讨该模型中物种的灭绝性、非平均持久性、弱持久性、随机持久性以及全局渐近稳定性。建立该模型弱持久性和灭绝性的阈值。研究结果揭示了所加的随机干扰对物种弱持久性、随机持久性和稳定性产生不利的影响。2.以Cg空间为相空间,研究了两种具有无限延迟的随机Logistic模型。分别探讨这两种模型灭绝性和各种持久性,并建立各个模型弱持久性和灭绝性的阈值。研究结果表明:不同参数的随机干扰所起的作用不同;系统在自治的情况下,延迟对物种的灭绝性和各种持久性没有影响。数值模拟验证了理论分析结果。3.具有脉冲干扰的随机延迟的Logistic模型。首先,以Cg空间为相空间,提出脉冲随机泛函微分方程解的定义。其次,建立该模型中的物种灭绝性和各种持久性的充分条件,并获得了弱持久性和灭绝性的阈值。最后,讨论脉冲干扰对物种生存性的影响。如果脉冲干扰是“有界”的,那么不会影响物种的灭绝性、非平均持久性和弱持久性;否则会其产生一定的影响。应用数值模拟,进一步解释我们的结论。4.由Brownian运动和Lévy噪声共同驱动的Gilpin-Ayala模型的生存分析。研究该模型全局正解的存在唯一性、灭绝性和各种持久性。建立该模型弱持久性和灭绝性的阈值。研究结果阐明此种Lévy噪声对物种的生存性是不利的,能迫使物种灭绝,这与所模拟的实际意义相一致。数值模拟也验证了所得到的理论。5.(1)具有Lévy跳的随机延迟Logistic模型。研究模型全局正解的存在唯一性、灭绝性和随机持久性,并建立灭绝性和随机持久性的充要条件。研究结果表明此种Lévy噪声对物种的生存性是不利的。(2)具有一般的Lévy跳的双参数干扰的随机延迟Logistic模型,给出了灭绝性和随机持久性的充要条件。研究结果揭示了一般的Lévy噪声对物种的持久性依赖于跳系数。当跳系数大于零时,对物种的持久性是有利的;当跳系数小于零时,对物种的持久性是不利的。
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