食饵具有避难和强Allee效应的时滞捕食者-食饵扩散模型研究
2021-05-19焦淑云
山西大学学报(自然科学版) 2021年2期
焦淑云
(1.山西师范大学 现代文理学院,山西 临汾 041004;2.山西师范大学 数学与计算机科学学院,山西 临汾 041000)
0 引言
在自然生态系统中,猎物和捕食者总是在运动,因此在描述生物和生态问题时,许多学者都用到了反应扩散方程[1-3]。 此外,时间延迟在种群模型中广泛存在。当捕食者吃掉猎物时,它不会立即增加捕食者的密度。存在妊娠期延迟,捕食者密度在一定时间后增加,这种类型的时延经常被学者研究[4-7]。在长期的生物进化过程中,物种会对周围环境做出反应。也不是所有食饵都参与到了交互过程,一些小的或相对机灵的猎物会躲起来以避免捕食者的攻击。为描述这种行为,许多学者研究了具有食饵避难行为的捕食模型[8-10]。对于一些物种,当人口密度低于这个阈值,物种将灭绝,这种现象被称为强Allee效应,具有Allee效应的模型也被许多学者大量研究[11-14]。
1 模型简介
本文综合考虑以上因素,建立了一类食饵具有避难和强Allee效应的时滞捕食者-食饵扩散模型,模型如下:

这里,u=u(x,t)和v=v(x,t)分别表示t时刻位于x的食饵和捕食者的密度,m∈(0,1)表示Allee效应阈值,θ∈(0,1)表示避难食饵的比例,α是最大捕食率,h表示半饱和常数,β代表转化系数,r为捕食者的死亡率,d1,d2表示食饵和捕食者的空间扩 散 系 数 ,u(t-τ)=u(x,t-τ),v(t-τ)=v(x,t-τ),τ表示猎物的生物量转化为捕食者的生物量需要的时间,n表示外法向量,Ω⊂Rn表示具有光滑边界∂Ω的有界域,本文我们取Ω=(0,l)。
对于不含扩散、时滞及强Allee效应的模型(1),Kar等[15]研究了模型的有界性、平衡点的稳定性以及极限环的存在性。……
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