具有Allee效应单种群反馈控制模型的动力学分析
2021-10-19陈晓英
闽南师范大学学报(自然科学版) 2021年3期
方 侃,陈晓英
(福州大学至诚学院,福建福州350001)
单种群Logistic 模型是非常经典的生物数学模型,此前学者已证明该模型有唯一的正平衡点x*=1,该正平衡点是无条件局部渐近稳定和全局渐近稳定的.式(1)如下:

其中r是正数.
Allee效应描述的是一个密度依赖相关性,即个体适合度随着种群密度或大小的降低而降低的现象.当种群密度低于某一阙值的时候,生育率会低于死亡率,而使种群密度进一步缩小直到灭绝.近年来,众多学者都在研究生物数学模型加Allee 效应[1-8].其中单种群Logistic 模型加Allee 效应的动力学行为可以从文献[5]得到,即式(2)存在同样唯一的正平衡点x*=1也是全局渐近稳定的,说明Allee效应没有改变此系统的稳定性.式(2)如下:

其中r,β都是正数.
文献[4]研究了加Allee效应的Lotka-Vloterra捕食食饵模型,证明了虽然Allee效应没有改变此系统正平衡点的稳定性,但是花了更多的时间去达到这个平衡状态,并且Allee效应同时减少了捕食者和食饵在平衡状态的种群密度.式(3)如下:

其中r,a,β都是正数.
反馈控制变量代表了人类的捕获[9],是导致种群数量减少的一个重要因素之一.文献[9]提出了单种群Logistic 模型加反馈控制的模型,得到的唯一正平衡点也是全局稳定的,
最终证明了反馈控制变量只是改变了平衡点的位置,没有影响单种群Logistic 模型的动力学行为.式(4)如下:

其中b,r,a,c都是正数.
文献[1]提出了单种群Logistic模型加Allee效应和反馈控制的新模型:

其中b,r,a,β,c都是正数.并讨论了这个模型的平衡点的存在性和局部稳定性……
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