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离散的似然竞争系统的周期解存在性

黑龙江大学自然科学学报 2012年第2期29卷 219-224页

作者：盛晓娜马维军徐亚兰哈尔滨学院理学院哈尔滨150086 黑龙江大学数学科学学院哈尔滨150080

似然竞争包含竞争和捕食两种关系,在保护地球生物多样性的过程中扮演着重要的角色,同时微分方程周期解存在性问题也是微分方程理论研究中重要问题之一。探讨具有Bedding-ton-DeAngelis功能性反应离散的非自治似然竞争系统周期解存在性... 详细信息

似然竞争包含竞争和捕食两种关系,在保护地球生物多样性的过程中扮演着重要的角色,同时微分方程周期解存在性问题也是微分方程理论研究中重要问题之一。探讨具有Bedding-ton-DeAngelis功能性反应离散的非自治似然竞争系统周期解存在性问题。将基于重合度的方法和一些常用不等式估计技巧,对于上述系统,建立了至少存在一个正周期解的判别准则。

关键词：似然竞争重合度周期解

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似然竞争—兔子杀鸟

似然竞争—兔子杀鸟

作者：张继民东北师范大学

学位级别：硕士

本文系统研究—个含有当地食饵（鸟）,外来食饵（兔子）,和外来捕食者（猫）的三种群模型。我们的模型弥补了已有模型的一些缺陷,产生了更加丰富,合理,并更符合实际的动力学行为。当鸟处于灭绝的边缘时,我们将探索—些可能的控制策略（... 详细信息

本文系统研究—个含有当地食饵（鸟）,外来食饵（兔子）,和外来捕食者（猫）的三种群模型。我们的模型弥补了已有模型的一些缺陷,产生了更加丰富,合理,并更符合实际的动力学行为。当鸟处于灭绝的边缘时,我们将探索—些可能的控制策略（控制或根除猫或兔子）去保护和恢复鸟类种群,同时证明了对当地食饵种群有巨大潜在威胁的超捕食现象的存在性。特别,我们出示在一个当地食饵-外来食饵-外来捕食者系统中,假如不同时控制外来食饵种群,而只是控制外来捕食者（例如根除猫）并不一定是保护当地食饵种群的最好方法。

关键词：鸟类保护控制策略超捕食现象似然竞争数学模型

具有Beddington-DeAngelis功能性反应的非自治似然竞争系统的动力学行为

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具有Beddington-DeAngelis功能性反应的非自治似然竞争系统的动力...

作者：杨兴云吉林大学

学位级别：硕士

本文讨论了具有Beddington-DeAngelis功能性反应的非自治似然竞争系统的动力学行为,即我们主要探讨了这个系统的正不变集,持久性和非持续生存.当系统参数周期变化时,利用重合度理论,建立了系统至少存在一个正周期解的判别准则.

关键词：似然竞争 Beddington-DeAngelis功能性反应正不变集持久性非持续生存周期解重合度

具Allee effect的似然竞争模型的动力学研究

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具Allee effect的似然竞争模型的动力学研究

作者：左孟子东北师范大学

学位级别：硕士

本文系统研究了一个含有两个食饵和一个捕食者,且食饵种群具有Allee效应的三种群模型。我们的模型将Allee效应机制引入经典的似然竞争模型,产生了丰富、合理并符合实际的动力学行为。我们采用理论分析与数值模拟相结合的手段,验证了当... 详细信息

本文系统研究了一个含有两个食饵和一个捕食者,且食饵种群具有Allee效应的三种群模型。我们的模型将Allee效应机制引入经典的似然竞争模型,产生了丰富、合理并符合实际的动力学行为。我们采用理论分析与数值模拟相结合的手段,验证了当食饵种群具有Allee效应时系统仍然会出现似然竞争的现象,但Allee效应可能对似然竞争的程度产生影响,甚至改变竞争的结局。另外,当两食饵同时具有Allee效应时,低的初值水平会直接导致系统的崩溃。

关键词： Allee Effect 似然竞争捕食者—食饵系统数值模拟数学模型

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具捕食偏爱的似然竞争模型及模拟分析

生态学报 2009年第10期29卷 5741-5747页

作者：郭小虎李维德郭建军兰州大学数学与统计学院生物信息研究所兰州730000

在集合种群似然竞争模型的基础上引入了捕食者对猎物偏爱性因素,提出了具捕食偏爱的似然竞争模型。应用动力系统方法研究了系统的平衡态,用计算机模拟研究了偏爱度对平衡态的影响、平衡态在偏爱度与斑块破坏共同作用下的变化、偏爱度对... 详细信息

在集合种群似然竞争模型的基础上引入了捕食者对猎物偏爱性因素,提出了具捕食偏爱的似然竞争模型。应用动力系统方法研究了系统的平衡态,用计算机模拟研究了偏爱度对平衡态的影响、平衡态在偏爱度与斑块破坏共同作用下的变化、偏爱度对系统演化动态以及空间分布的影响。结果表明:(1)适度地平衡捕食者对各猎物的偏爱度,有利于系统物种共存;(2)斑块破坏对捕食系统的影响程度与捕食者对各猎物的偏爱度密切相关;(3)适当的增加捕食者对优势猎物的偏爱能有效的缩短系统达到稳定共存的驰豫时间;(4)猎物的丰富度与捕食者对该猎物的偏爱度负相关,猎物斑块的破碎化程度与捕食者对该猎物的偏爱度正相关;(5)在遭破坏的斑块上,多食者比单食者更有利于生存。该研究结果对生态保护和生物资源的可持续利用有重要的启发和指导意义。

关键词：集合种群似然竞争斑块破坏捕食系统元胞自动机

川西北高寒草甸“传粉昆虫-植物-食草昆虫”互作网络的结构与稳健性

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中国科学：生命科学 2022年第3期52卷 449-458页

作者：习新强公欣桐张尚云杨南孙书存南京大学生命科学学院生态学系南京210023

传粉和植食作用是自然界最为常见的两类动植物互作关系,这些互惠和拮抗型的相互作用交织在一起共同影响着动植物的种群动态和群落结构.然而,"植物-传粉者"和"植物-食草昆虫"互作网络往往是独立调查和研究的,同一群落中两种网络的耦合格... 详细信息

传粉和植食作用是自然界最为常见的两类动植物互作关系,这些互惠和拮抗型的相互作用交织在一起共同影响着动植物的种群动态和群落结构.然而,"植物-传粉者"和"植物-食草昆虫"互作网络往往是独立调查和研究的,同一群落中两种网络的耦合格局和稳健性仍不清楚.我们调查并分析了我国四川省西北部高寒草甸上"传粉昆虫-植物-植食性昆虫"构成的生态网络.结果发现,"植物-传粉者"网络和"植物-食种子昆虫"网络均呈现显著的嵌套结构,网络中相对特化的传粉者和食种子昆虫多与泛化植物发生相互作用,定量的"植物-传粉昆虫"和"植物-食种子昆虫"网络还呈现出显著的模块化结构:网络中的连接集中分布在若干模块中,模块内部物种间的连接较强,而模块之间物种的连接较弱;受到多种传粉者服务的植物也受到多种食种子昆虫的啃食,与多个特化性传粉昆虫互作的植物也受到多种专食性食种子昆虫的破坏;植物的随机丢失或以"特化种-泛化种"顺序丢失时,传粉者与食种子昆虫比随机网络具有更高的稳健性,而植物以"泛化种-特化种"的顺序丢失时,传粉者与食种子昆虫群落比随机网络具有更低的稳健性.此外,该互作网络在随机和小幅度扰动时具有较强的稳健性,传粉者的灭绝不会引发食种子昆虫的严重次生灭绝,而当系统受到大幅度扰动时,传粉者的灭绝会引起食种子昆虫严重的次生灭绝.这表明群落里的互惠和拮抗型种间互作密切联系,共同决定了群落的稳健性.

关键词：传粉网络食物网嵌套结构模块化结构生物多样性似然竞争

抗生素诺氟沙星对几种浮游生态系统长期稳定性及食物链营养级联效应影响研究

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抗生素诺氟沙星对几种浮游生态系统长期稳定性及食物链营养级联效...

作者：万玲伶云南大学

学位级别：硕士

当前,抗生素已被广泛应用于人类医疗、养殖和畜牧业生产等。由于靶标生物体对抗生素代谢的能力有限,大量的抗生素被释入到环境中,由此产生了非常严重的环境问题。其中,水生生物受抗生素污染的危害最为严重,因为通过降雨、城市排污等过程... 详细信息

当前,抗生素已被广泛应用于人类医疗、养殖和畜牧业生产等。由于靶标生物体对抗生素代谢的能力有限,大量的抗生素被释入到环境中,由此产生了非常严重的环境问题。其中,水生生物受抗生素污染的危害最为严重,因为通过降雨、城市排污等过程,环境中残留的抗生素最终都会进入水生生态系统,因此,抗生素对水生生物及水生生态系统的危害逐渐引起了人们的重视。但到目前为止,这些研究多集中在微生物抗药性方面,关于水生生态系统其它敏感生物,如浮游生物的研究还很少。本人所在课题组以抗生素诺氟沙星对浮游生态系统的影响为研究目标,开展了大量工作。前期实验表明,抗生素诺氟沙星可以影响浮游动物的行为以及浮游植物的形态,由此导致浮游动物的滤食效率发生变化;在小球藻-栅藻-浮游动物组成的系统中,抗生素的加入使系统组成短期内发生了改变。这些研究详细揭示了诺氟沙星短期暴露对浮游生物个体行为,浮游植物-浮游动物种间关系的影响。但是仍然不足以用来判断抗生素污染对自然生态系统真实动态的影响,如对浮游植物-浮游动物长期动态、系统稳定性和持续性以及对上层营养级的影响。为此,本研究开展设计了两个实验。首先,以小球藻-栅藻竞争系统为研究对象,探讨诺氟沙星和大型溞的有无对该系统长期稳定性和持续性的影响;然后,以小球藻-大型溞-豆娘幼虫食物链和栅藻-大型溞-豆娘幼虫食物链为研究对象,通过控制诺氟沙星浓度和食物链长度,探讨诺氟沙星对营养级联效应的影响。结果表明:在小球藻-斜生栅藻系统中,抗生素浓度的增加使栅藻集团变小,与对照组相比,栅藻四细胞比例显著下降（P＜0.05）,这种变化有利于促进其吸收营养的速度,在长期竞争实验中提高了栅藻的生长速度和竞争优势度;在小球藻-斜生栅藻-大型溞系统中,抗生素同样使栅藻发生了解聚,导致大型溞牧食藻类的速度增加,使栅藻的竞争优势度下降。从系统稳定性角度来看,无论是否有大型溞的存在,诺氟沙星对浮游生物系统的稳定性均有显著影响（P＜0.05）,都随着诺氟沙星浓度的升高而降低。并且在大型溞存在的系统中,对照组与8 mg/L处理组中的大型溞种群稳定性系数值分别为1.4和0.8,具有显著性差异（P＜0.05）,在实验结束时大型溞基本消失,似然竞争系统崩溃,说明整个的系统持续性也在降低。在营养级联实验中,没有抗生素的情况下,豆娘幼虫降低了牧食者的数量,增加了藻类密度,发挥了正向营养级联效应;在有抗生素存在的情况下,随着诺氟沙星浓度的增加,诺氟沙星改变了营养级联效应,且具体效应与藻形态有关。在小球藻-大型溞-豆娘幼虫食物链中,由于诺氟沙星降低了大型溞的游动能力而致使豆娘幼虫有效地抑制了大型溞的密度,在第4 h和第5 h时达到显著水平（P＜0.05）,因此,增加诺氟沙星浓度可以增强对普通小球藻生长的积极作用;相反,诺氟沙星浓度的增加会显著抑制牧食者诱导栅藻多细胞集团形成的能力（P＜0.05）,从而削弱了由于动物行为的改变对四尾栅藻生长产生的积极作用,在对照组中营养级联效应为0.08,而25 mg/L浓度诺氟沙星处理中为-0.05,最终由积极地正效应转变成了负效应。由此可见,诺氟沙星不仅可以影响生物种间相互作用的结果,使得浮游生物生态系统的稳定性和持续性下降,还可以通过牧食者行为介导和藻类形态介导过程,使食物链中营养级联的方向和强度发生改变,充分说明了抗生素的影响比目前认识的更广泛更复杂。我们的研究也揭示了藻类特征在决定种间关系和营养级联中的重要性,并提供了关于抗生素诺氟沙星如何影响浮游生物群落组成、稳定性以及水生食物链营养级联效应的新见解,为全面评估抗生素污染引发的生态后果提供了一定程度的参考。

关键词：诺氟沙星浮游生物似然竞争系统稳定性食物链营养级联

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几类随机种群模型分析

几类随机种群模型分析

作者：郭冠华黑龙江大学

学位级别：硕士

种群生态学刻画了种群数量动态与客观环境相互作用的规律,在基础和应用生态学中具有重要的作用.注意到不确定现象和随机因素广泛存在于现实世界中,特别是噪声能够影响种群的动态变化规律,使种群产生随机振荡的现象.因而研究带有噪声的... 详细信息

种群生态学刻画了种群数量动态与客观环境相互作用的规律,在基础和应用生态学中具有重要的作用.注意到不确定现象和随机因素广泛存在于现实世界中,特别是噪声能够影响种群的动态变化规律,使种群产生随机振荡的现象.因而研究带有噪声的随机种群模型,具有重要的理论价值和实际意义.本文中主要研究三类随机种群模型:带有列维噪声的随机共位群捕食模型,环境污染中随机食物链模型,和带有食饵庇护的随机似然竞争模型.第二章主要研究带有列维噪声的随机共位群捕食模型的动力学性质.共位群捕食模型描述了一种捕食者以另外一种捕食者为食,同时又为共同的食饵展开竞争的现象.本章中将建立种群在随机扰动下的随机持久性和灭绝性,给出模型的解在分布意义下的渐近稳定性.第三章主要讨论环境污染中随机食物链模型的动力学性质.由于环境污染的关系,自然环境中毒素逐渐增加,并威胁着种群的生存.本章中将探讨在毒素和噪声共同作用下,食物链模型中种群关于灭绝、随机非持久、随机弱持久、随机强持久和随机持久的充分条件以及模型平稳分布的存在性与遍历性.第四章主要研究了带有食饵庇护的随机似然竞争模型的动力学性质.似然竞争描述了两种食饵种群通过共同的捕食者而展开的间接竞争的现象,关于生物入侵及保护生物多样性的方面具有十分重要的意义.本章中主要建立在食饵庇护的作用下,似然竞争模型中种群的随机持久性和灭绝性.

关键词：随机扰动种群模型共位群捕食模型食物链模型似然竞争

具有食物网结构的复合种群模型的理论分析及控制策略

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具有食物网结构的复合种群模型的理论分析及控制策略

作者：李智瑞黑龙江大学

学位级别：硕士

复合种群刻画了种群在空间上经常局部性绝灭,但又能重新定居而再生的现象,并在保护生物多样性中发挥着重要作用.食物网描述了生态系统中生物种群之间通过能量传递而建立的一种错综复杂的关系,影响着整个生态系统的生存与灭绝.鉴于复合... 详细信息

复合种群刻画了种群在空间上经常局部性绝灭,但又能重新定居而再生的现象,并在保护生物多样性中发挥着重要作用.食物网描述了生态系统中生物种群之间通过能量传递而建立的一种错综复杂的关系,影响着整个生态系统的生存与灭绝.鉴于复合种群和食物网在生态系统研究中的重要作用,本文中我们分析了两种具有食物网结构的复合种群模型-似然竞争和共位群内捕食系统. 本文首先建立了具有似然竞争和共位群内捕食结构的复合种群模型,分析了其平衡点存在性和稳定性.通过大量数值模拟证实了复合种群中能够发生似然竞争现象,并且永久性破坏的斑块比率的增加有时对于似然竞争中处于弱势的食饵种群是有利的.同时为了保护似然竞争系统中处于灭绝危险的食饵种群,针对不同的斑块破坏比率的情况,我们建立了相应的控制策略.对于复合种群中共位群内捕食模型,证实了三种群能够共同共存,并且讨论了当公共食饵处于危险之中时可能的控制策略.

关键词：复合种群食物网似然竞争共位群内捕食控制策略