植物、害虫和天敌构成的复杂生态系统,能够利用经典的食物链系统进行刻画。众所周知,当捕食者的功能性反应函数取为Holling Ⅱ型时,该食物链系统存在包括混沌效应在内的复杂动力学行为。在食物链系统中,无论那一级的捕食者还是底层的食饵物种的快速增长或是灭绝,都将对整个食物链系统造成严重破坏。因此,如何针对食物链系统的不同层级,考虑包括害虫控制、物种保护等在内的间歇性人为干预措施,对于维护生态系统的稳定、避免某一个层级物种的高灭绝风险甚至是整个食物链的崩溃等都具有非常重要的作用。为此,论文旨在结合Filippov非光滑系统,构建具有间歇性干预措施的食物链系统,研究系统特有的非光滑动力学性质及其隐含的重要生物意义。首先,论文第二章在食饵、中间捕食者和顶部捕食者组成的三种群食物链相互作用系统中,考虑阈值策略诱导的Filippov非光滑系统,其中中间的捕食者捕食猎物、顶级的捕食者捕食中间的捕食者。通过考虑顶级捕食者的阈值控制策略,即当种群数量达到给定的经济阈值水平时,对其采取收获的控制策略,而当种群数量低于该阈值时,通过禁止捕捞等来调节收获努力量,以降低顶级捕食者灭绝的高风险,并维持食物链的稳定。理论上分析了系统的真假平衡态、伪平衡态和切点的存在性及其稳定性条件。结合Filippov凸组合理论,研究了系统包括滑线段的存在性、滑动动力学方程的形式及其定义域,以及包括伪平衡态多参数分支和擦边分支等内的局部和全局滑动分支。最后讨论了主要结论所隐含的生物意义。其次,论文第三章继续考虑具有包括混沌解等在内的复杂Holling Ⅱ型Filip-pov 食物链模型,并引入与第二章相似的阈值控制策略。在该策略中,如果被捕食种群的数量小于给定的阈值,三个种群按照自然的相互作用关系演化;如果被捕食种群的数量大于给定的阈值,则喷洒杀虫剂或采用收获的控制策略,不妨假定对三个种群的数量都有影响。结合解析和数值技巧分析了模型的动力学行为和分支行为,其中包括不同类型平衡点的存在性和稳定性。进一步,对切换系统滑动曲面的存在性及其存在区域进行了详细研究,确定了滑动模态的动力学行为,包括伪平衡分支和局部滑动分支分析。通过数值计算,得到了Filippov食物链模型的分支图和最大Lyapunov指数,验证了Filippov食物链模型具有稳定的周期解、倍周期解、混沌解和倍周期滑动分支等动力学行为。主要结论也揭示了阈值控制策略对Filippov食物链模型的复杂动力学行为具有很重要的影响,包括抑制混沌行为的出现。最后,论文考虑滞后效应对Filippov非光滑捕食被捕食系统的影响,两个子系统由IPM策略即经济阈值诱导的切换所确定,其中滞后效应为捕食者的消化滞后。通过选取时滞作为分支参数,得到系统平衡态的稳定性阈值以及Hopf分支发生的临界阈值。进一步利用Filippov凸组合方法得到了切换时滞系统的滑动动力学方程,并对滑动模态的相应动力学行为进行了详细分析。数值上,当时滞参数发生变化时,系统出现了边界结点分支、边界焦点分支,以及相关局部滑动分支等在内的动力学新现象。总之,本章不仅对具有时滞的Filippov系统相关滑动动力学进行的分析研究,提供了新的研究技巧,也为包括害虫控制等在内的综合防控策略的精确刻画提供了新的思路。