一类具有时滞和Holling III型功能反应的捕食系统的定性分析
2021-06-09叶丽霞兰德新李燕云
叶丽霞,兰德新,李燕云
(武夷学院 数学与计算机学院,福建 武夷山 354300)
在种群生态学中,捕食者—食饵系统之间的关系,一直以来都是生物数学研究的重点,它对于生物界种群的死亡和发展有着重要的影响。功能性反应函数对于捕食者—食饵系统有着重要的意义,它能够确切地表现出捕食者的捕食能力。Holling[1]通过实验,得出了不同物种的三种不同的功能反应函数。文献[2-5]对Holling II 、Holling III型的捕食者—食饵系统的正周期解的存在性、正平衡点的稳定性等动力性行为建立了相应的研究成果。在生物系统中,种群的捕捞或放养在极短时间内不会对种群密度造成极大的变化,即表现为时滞现象,因此,时滞对生物的演化具有重要的影响。研究表明,建立具有时滞的生物模型具有非常重要的应用价值[6-13]。

1 基本概念
研究Rn中的微分方程组
(1)
定义1[9]若∀ε>0,∃δ>0(δ一般与t0和ε有关),使当任一x0满足‖x0‖≤δ时,式(1)描述的系统由初始条件x(t0)=x0确定的解x(t),对一切t≥t0均有‖x(t)‖<ε,则称系统的零解x=0为稳定的。

定义3[9]若式(1)描述系统的零解x=0为渐进稳定的,且吸引域是Rn,则系统为全局渐进稳定的。

2 主要结论
本文考虑的具有时滞和Holling III型功能反应的捕食系统被描述如下:
(2)
其中x(t)表示t时刻食饵的密度;y(t)表示t时刻捕食者的密度;r为食饵固有增长率;q为捕食者死亡率;a为食饵中间作用系数;b为捕食者中间作用的系数;m为半捕捉饱和常数;τ为捕食者从幼年到具备捕食能力所需要的成长时间;r、a、q、b皆为正数。
2.1 持续性生存

证明由式(2)可得x′(t)≤x(t)[r-ax(t)],由比较原理知:
(3)
同理可得:
(4)
(5)
(6)
由条件(i)~(ii)知,n,N,h,H均存在,且全部大于0,则该系统是持续性生存。……p>
