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几类捕食者-食饵模型的动力学行为分析

摘要众所周知,为了准确了解和刻画不同种群的产生、共存、消亡等过程,以及不同种群之间的相互作用,人们往往通过建立捕食者-食饵模型并运用动力系统分支理论研究其复杂的动力学行为,进而解释各类生物现象的潜在机制.而反捕食行为,Allee效应,合作捕猎行为等现象在种群发展进程中普遍存在,这些现象对生物种群的增长或消失有着不可忽视的影响,引起我们进一步的关注.<br>  在本文中,我们主要考虑Allee效应,反捕食行为,合作捕猎行为等因素对于捕食者-食饵模型的动力学行为的影响.全文共分为四个章节.<br>  第一章为绪论,主要阐述捕食者-食饵模型的研究背景,以及当前国内外研究的最新进展,并介绍了本文的主要研究工作,以及模型建立的过程等.最后给出了本文所用到的基本公式和定理.<br>  在第二章中,我们运用动力系统分支理论,研究了一类带有Allee效应和反捕食行为的HollingⅣ型捕食者-食饵模型的动力学行为.主要考虑反捕食项的影响,分析了其平衡点的存在性和稳定性,以及对余维三的尖点,鞍结分支,余维二和余维三的Bogdanov-Takens分支,余维三的Hopf分支,余维二的极限环尖点等各类分支情形进行研究,最后进行数值模拟得到完整的分支图及相图,并给出相应的生物解释.值得一提的是,余维二的极限环尖点的存在预示着三个极限环同时产生于一个Hopf分支点,且存在三个极限环的共存区域.<br>  在第三章中,我们同样运用动力系统分支理论研究了一类具有合作捕猎的HollingⅢ型的捕食者-食饵模型的动力学行为.同时考虑了反捕食项对整个系统的影响,对其平衡点的存在性和稳定性,鞍结分支,余维二的尖点,余维三的Hopf分支等情形进行研究,并进行数值模拟,验证了理论结果及其生物意义.<br>  第四章主要对本文的研究内容进行总结,同时对今后的研究内容和研究方向进行了展望.

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