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捕食者中具有Allee效应的捕食者-食饵模型的分歧分析。 (英语) Zbl 1489.34075号

摘要:捕食者-食饵模型在理论生态学中的使用已有很长的历史,自最初的Lotka-Volterra系统以来,模型方程已在很大程度上演变为更真实地描述捕食、繁殖和死亡过程。一个重要的方面是认识到一个事实,即人口的增长可能会受到Allee效应的影响,即人均增长率随着人口密度的增加而增加。包括Allee效应已被证明可以从根本上改变捕食者-猎物的动力学,并强烈影响物种的持久性,但之前的研究大多集中在猎物种群中的Allee效应场景上。在这里,我们研究了一个捕食者-食饵模型,该模型在捕食者种群中具有Allee效应的一个重要生态学案例,它发生在捕食者的数值响应中,而不影响其功能性响应。从生物学角度来看,这可能是由于缺乏交配伙伴、精子限制和合作繁殖机制等多种情况造成的。与以前的研究不同,我们在这里考虑Allee效应的通用数学公式,而没有指定函数形式的具体参数,并分析系统中可能的局部分支。进一步,我们探讨了模型的全局分岔结构及其在三种不同Allee效应具体参数下的可能动力学机制。该模型具有复杂的分岔结构:可能存在包括两个稳定极限环在内的多个共存状态。捕食者中包含Allee效应通常会对共存平衡产生不稳定影响。我们还表明,无论Allee效应的参数化如何,环境的丰富最终都会导致捕食者种群的灭绝。

MSC公司:

34C60个 常微分方程模型的定性研究与仿真
92D25型 人口动态(一般)
34二氧化碳 积分曲线、奇点、常微分方程极限环的拓扑结构
34D20型 常微分方程解的稳定性
34D05型 常微分方程解的渐近性质
34C23型 常微分方程的分岔理论
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