两类随机时滞种群模型的动力学性质及优化收获策略

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种群生态学是研究种群与环境之间定量关系的重要手段,动力学模型是刻画种群变化规律的重要工具,能解释和预测种群动力学的渐近性质.Lotka-Volterra模型的引入为生物数学研究开启了新的篇章,此后,许多专家学者投入到种群生态学的研究中,使其得到了快速发展.早期,学者通常建立确定性生物模型模拟种群生长规律,然而,环境中存在许多不确定因素,因此随机微分方程研究能够更加实际地刻画种群生态变化情况.此外,优化收获控制策略的研究为生态环境开发利用和保护提供有力依据.  本文主要探究了两类具有时滞的随机种群生态模型的动力学性质和优化收获控制策略.本文共有四个章节,安排如下:  第一章,简单介绍了生物数学的意义、种群生态学的发展现状,及常微分方程、随机微分方程、滞后型泛函微分方程的相关概念和基本定理.  第二章,考虑白噪声干扰对增长率和收获系数的影响,提出种群在两斑块生存的随机时滞模型.首先,由随机分析理论和微分不等式技巧得到种群平均持久和灭绝的充分条件;其次,利用遍历性方法证明随机系统存在平稳分布;再次,根据Hessian矩阵和微分方程的最优收获理论得到种群最优收获努力量和最大可持续产量;最后,采用数值模拟验证上述理论结果.  第三章,建立了污染环境中同时受到白噪声和Lévy跳干扰的随机竞争种群系统.探究随机干扰对种群灭绝或平均持久性的影响,并得到随机时滞竞争模型的最优收获努力量和最大可持续产量.确定性竞争种群系统在满足一定条件下存在正平衡点,但由于随机噪声干扰的存在,使得随机系统中的种群数量偏离确定性系统的正平衡点.当噪声强度大时,种群可能会灭绝,当噪声强度小时,随机种群系统的持久性得以保持,换言之,环境干扰不利于种群的持久生存.  第四章概括了本文的主要工作,对研究内容和得到的结果进行了阐述,并展望了未来的研究方向.
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