几类种群模型的稳定性和Hopf分支分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanrengbuluo
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种群模型是定量地描述种群密度的变化率与种群的出生率、死亡率、移入率、移出率等因素之间数量关系的数学公式。研究种群模型不仅可以预测种群的未来走势,而且为通过调节某些参数来控制种群发展趋势提供理论依据。本文针对几类具年龄结构的滞后型种群模型,应用LaSalle不变集原理、Hopf分支定理以及全局Hopf分支定理分析其稳定性和Hopf分支。主要工作如下:  (1)研究了一个带年龄结构和强Allee效应的单种群模型。应用特征根分析的方法分析了平衡点的稳定性,通过对正平衡点的Hopf分支及全局Hopf分支分析,得到了以τ为参数正平衡点的稳定性开关及两类双稳现象,并且解释了长期暂态现象的形成原因。  (2)研究了一个带年龄结构和强Allee效应的反应扩散单种群模型。在齐次Neumann边界条件下研究了非负常值稳态解的稳定性,Hopf分支的存在性以及分支性质。最后通过数值模拟观察到空间齐次、非齐次周期解的存在性以及空间非齐次的长期暂态现象。  (3)考虑了一个具Holling-II型功能反应函数和年龄结构的种群传染病模型。在食饵染病并且染病的食饵更容易被捕食的假设下,我们得到了决定系统动力学行为的两个阈值R0和R1.通过特征值分析以及Hopf分支定理得到了系统平衡点的稳定性,Hopf分支的存在性以及分支性质。  (4)研究了由多个具年龄结构的种群构成的耦合SEIRS模型。应用LaSalle不变集原理、图论方法、强连通分支理论对顶点系统、强连通、非强连通多种群系统三类SEIRS模型分别给出了决定其动力学性质的基本再生数,并得到依赖于基本再生数的阈值动力学行为。
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