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Populations with individual variation in dispersal in heterogeneous environments: Dynamics and competition with simply diffusing populations

引用

Science China Mathematics 2020年第3期63卷 441-464页

作者： Robert Stephen Cantrell chris cosner Xiao Yu Department of Mathematics University of MiamiCoral GablesFL 33146USA School of Mathematical Sciences South China Normal UniversityGuangzhou 510631China

We consider a model for a population in a heterogeneous environment, with logistic-type local population dynamics, under the assumption that individuals can switch between two different nonzero rates of diffusion. Such switching behavior has been observed in some natural systems. We study how environmental heterogeneity and the rates of switching and diffusion affect the persistence of the population. The reactiondiffusion systems in the models can be cooperative at some population densities and competitive at others. The results extend our previous work on similar models in homogeneous environments. We also consider competition between two populations that are ecologically identical, but where one population diffuses at a fixed rate and the other switches between two different diffusion rates. The motivation for that is to gain insight into when switching might be advantageous versus diffusing at a fixed rate. This is a variation on the classical results for ecologically identical competitors with differing fixed diffusion rates, where it is well known that "the slower diffuser wins".

关键词： reaction-diffusion ecology and evolutionary biology population dynamics animal behavior individual variation in dispersal evolution of dispersal

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