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恐惧、猎物避难所和捕食者额外食物联合作用的延迟非自治模型。 (英语) Zbl 1484.92081号

摘要:在本文中,我们研究了具有Beddington型功能反应的捕食者-食饵系统中,恐惧、猎物避难所和额外食物对捕食者的联合影响。在没有恐惧、避难所和额外食物的情况下,我们观察到系统的振荡行为,而如果引入这三个因素中的任何一个,系统则显示出稳定的动力学。在分析了具有恐惧、避难和额外食物的系统的行为之后,我们发现系统由于恐惧因素而不稳定,而避难和附加食物通过消除持续的振荡来稳定系统。我们扩展了我们的模型,考虑到在感知到化学/声音线索后,猎物需要一些时间来评估捕食风险。时滞系统通过增加时滞值的多个稳定性开关表现出混沌动力学。此外,我们看到恐惧水平的季节性变化对延迟和非延迟系统的影响。

MSC公司:

92D25型 人口动态(一般)
92D40型 生态学
34D20型 常微分方程解的稳定性
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Ahmad,S.,关于非自治Volterra-Lotka竞争方程,Proc。阿默尔。数学。《社会学杂志》,117199-204(1993)·Zbl 0848.34033号
[2] Ahmad,S.,非自治Lotka-Volterra系统中物种的灭绝,Proc。阿默尔。数学。《社会学杂志》,1272905-2910(1999)·Zbl 0924.34040号
[3] 艾哈迈德,S。;Lazer,A.C.,非自治Lotka-Volterra系统全局渐近稳定性的平均条件,非线性分析。西奥。方法应用。,40, 37-49 (2000) ·Zbl 0955.34041号
[4] 艾伦,J.C。;Schaffer,W.M。;Rosko,D.,Chaos通过放大当地人口噪音来减少物种灭绝,《自然》,364,229-232(1993)
[5] 阿尔滕多夫,K.B。;J·W·朗德雷。;洛佩斯·冈萨雷斯,哥伦比亚特区。;Brown,J.S.,《评估捕食风险对骡鹿觅食行为的影响》,J.Mammal。,82, 2, 430-439 (2001)
[6] Arditi,R。;Saiah,H.,异质性在比率依赖消费中作用的实证证据,生态学,73,5,1544-1551(1992)
[7] Bai,Y。;Li,Y.,阶段结构捕食者-食饵模型的稳定性和Hopf分岔,包含捕食者的避难所和额外食物,Adv.Differ。Equ.、。,42, 2019 (2019) ·Zbl 1458.37091号
[8] Beddington,J.R.,寄生虫或捕食者之间的相互干扰及其对搜索效率的影响,J.Anim。经济。,44, 331-340 (1975)
[9] 贝雷塔,E。;Kuang,Y.,收敛导致了一个众所周知的延迟捕食者-食饵系统,J.Math。分析。应用。,204, 840-853 (1996) ·Zbl 0876.92021号
[10] 比斯瓦斯,S。;萨曼塔,S。;Chattopadhyay,J.,《两个种群中疾病的食人-捕食系统的基于模型的理论研究》,Diff.Equs。动态。系统。,23, 327-370 (2015) ·Zbl 1334.92330号
[11] 比斯瓦斯,S。;蒂瓦里,P.K。;Pal,S.,具有恐惧效应和捕食者切换的季节性强迫生态流行病学模型中的延迟诱导混沌及其可能的控制,非线性动力学。,104, 3, 2901-2930 (2021)
[12] Bortz,D.M。;Nelson,P.W.,HIV感染动力学非线性集总参数模型的敏感性分析,Bull。数学。生物学,661009-1026(2004)·Zbl 1334.92225号
[13] Candolin,U.,《捕食风险下的繁殖以及三棘棘棘棘鱼当前和未来繁殖之间的权衡》,Proc。R.Soc.伦敦。[生物学],265、1402、1171-1175(1998)
[14] 坎特雷尔,R.S。;Cosner,C.,《关于具有Beddington-DeAngelis功能反应的捕食者-食饵模型的动力学》,J.Math。分析。应用。,257, 206-222 (2001) ·Zbl 0991.34046号
[15] Chakroborty,S。;Tiwari,P.K。;Sasmal,S.K。;比斯瓦斯,S。;巴塔查里亚,S。;Chattopadhyay,J.,扩散捕食-食饵系统中捕食者避难所和额外食物的交互作用,应用。数学。型号。,47, 128-140 (2017) ·Zbl 1446.92007号
[16] Connell,J.H.,海洋潮间带地区的捕食-被捕食系统。一、 巴勒努斯腺和泰国的几种捕食性物种。单声道。,40, 1, 49-78 (1970)
[17] 克里尔,S。;Christianson,D。;Liley,S。;Winnie,J.A.,《捕食风险影响麋鹿的生殖生理学和人口统计学》,《科学》,3155814960-960(2007)
[18] 库欣,J.M.,周期依赖时间的捕食者-食饵系统,SIAM J.Appl。数学。,32, 82-95 (1997) ·Zbl 0348.34031号
[19] Das,A。;Samanta,G.P.,为捕食者提供额外食物的随机捕食系统建模恐惧效应,J.Phys。A.数学。理论。,51, 46 (2018)
[20] Das,A。;Samanta,G.P.,一个在波动环境中为猎物提供避难所并为捕食者提供额外食物的捕食模型,Phys。A、 538(2020年)·兹伯利07571877
[21] 德安吉利斯,D.L。;Goldstein,R.A。;O'Neill,R.V.,《营养相互作用模型》,生态学,56,881-892(1975)
[22] Dimitrov,D.T。;Kojouharov,H.V.,具有线性猎物生长和Beddington-DeAngelis功能反应的捕食者-食饵模型的完整数学分析,应用。数学。计算。,162, 2, 523-538 (2005) ·Zbl 1057.92050号
[23] 杜比尔,R.A。;Clark,W.R.,《落基山脉中部雪地兔的种群生态学》,J.Wildl。管理。,39, 3, 535-549 (1975)
[24] Dolman,P.M.,《干扰强度随资源密度而变化:来自雪斑野外研究的证据》,Plectrophenax Nivalis,Oecologia,102,4,511-514(1995)
[25] Elliott,K.H.,《恐惧对生存和繁殖的季节内和跨季节影响的实验证据》,J.Anim。经济。,85, 507-515 (2016)
[26] 范,M。;Kuang,Y.,具有Beddington-DeAngelis功能反应的非自治捕食-被捕食系统动力学,J.Math。分析。应用。,295, 1, 15-39 (2004) ·Zbl 1051.34033号
[27] 盖恩斯,R.E。;Mawhin,J.L.,《重合度与非线性微分方程》(1977年),《Springer-Verlag:Springer-Verlag》,柏林·Zbl 0339.47031号
[28] Gause,G.F.,《生存的斗争》(1934年),《威廉姆斯和威尔金斯公司:威廉姆斯和维尔金斯公司》,巴尔的摩
[29] Ghosh,K。;比斯瓦斯,S。;萨曼塔,S。;Tiwari,P.K。;Alshomrani,A.S。;Chattopadhyay,J.,具有强烈Allee效应的生态流行病学模型中多重延迟的影响,国际期刊Bifur。《混沌》,27,11(2017)·Zbl 1379.92057号
[30] Ghosh,J。;Sahoo,B。;Poria,S.,《猎物避难所为捕食者提供额外食物的捕食动力学》,Chaos Solit。分形。,96, 110-119 (2017) ·Zbl 1372.92079号
[31] Gopalsamy,K.,《人口动力学时滞微分方程的稳定性和振动》(1992),Kluwer学术出版社:Kluwer-学术出版社,波士顿·Zbl 0752.34039号
[32] 格雷戈,A.L。;Jolles,J.W。;桑顿,A。;Clayton,N.S.,新恐惧症的季节变化及其在新秀中的一致性:新奇类型和优势地位的影响,Anim。行为。,121, 11-20 (2016)
[33] 古根海默,J。;Holmes,P.,《非线性振荡、动力系统和向量场分岔》,42(2013),Springer科学与商业媒体:Springer科技与商业媒体,纽约
[34] 哈萨德,B。;Kazarinof,D。;Wan,Y.,Hopf分岔的理论与应用(1981),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0474.34002号
[35] 黑斯廷斯,A。;Powell,T.,《三种食物链中的混沌》,生态学,72,3,896-903(1991)
[36] 侯赛因,M。;北卡罗来纳州帕尔。;Samanta,S.,《恐惧对生态流行病学模型的影响》,Chaos Solit。分形。,134 (2020) ·Zbl 1483.92133号
[37] 侯赛因,M。;北卡罗来纳州帕尔。;萨曼塔,S。;Chattopadhyay,J.,《公会内捕食模型中恐惧诱导的稳定》,国际期刊Bifur。混沌,30,4(2020)·Zbl 1446.34064号
[38] 豪斯曼,J。;Weissing,F.,《物种振荡和混沌对浮游生物多样性的影响》,《自然》,第402407-411页(1999年)
[39] 库马尔,A。;Dubey,B.,《模拟具有猎物避难所和妊娠延迟的捕食系统中恐惧的影响》,国际期刊Bifur。《混沌》,29,14(2019)·Zbl 1439.34076号
[40] 库马尔,V。;Kumari,N.,利用恐惧效应控制三物种食物链模型中的混沌,数学。Biosci公司。工程师,5,2,828-842(2020)·Zbl 1484.92075号
[41] 拉克什米坎塔姆,V。;Leela,S。;Martynyuk,A.A.,《非线性系统的稳定性分析》(1989),Marcel Dekker,Inc.:Marcel Delkker,Inc,纽约/巴塞尔·Zbl 0676.34003号
[42] 刘,Q。;Jiang,D.,恐惧因子对随机捕食者-食饵模型动力学的影响,应用。数学。莱特。,112 (2021) ·Zbl 1455.92125号
[43] 刘,M。;Wang,K.,具有Beddington-DeAngelis函数响应的非线性随机捕食系统的全局稳定性,Commun。非线性科学。数字。模拟。,1114-1121年3月16日(2011年)·Zbl 1221.34152号
[44] Macan,T.T.,《对沼泽地鱼塘中的水泡进行的为期21年的研究》,J.Anim。经济。,45, 3, 913-922 (1976)
[45] 曼达尔,A。;Tiwari,P.K。;萨曼塔,S。;Venturino,大肠杆菌。;Pal,S.,环境毒素对浮游生物动力学影响的非自主模型,非线性动力学。,99, 4, 3373-3405 (2020) ·Zbl 1434.37051号
[46] Misra,A.K。;Dubey,B.,具有延迟和收获的比率依赖型捕食者-食饵模型,J.Biol。系统。,18, 2, 437-453 (2010) ·Zbl 1342.92193号
[47] Misra,A.K。;Tiwari,P.K。;Venturino,E.,《意识对缓解湖泊水华影响的建模》,J.Biol。物理。,42, 1, 147-165 (2016)
[48] Misra,A.K。;Verma,M.,《缓解方案对稻田甲烷减排的影响建模》,Mitig。适应。斯特拉。手套。青稞酒。,19, 7, 927-945 (2014)
[49] 莫拉,H。;拉赫曼,M.S。;Sarwardi,S.,具有Holling II型功能反应的捕食者-食饵模型的动力学,包括取决于这两个物种的猎物避难所,国际期刊Nonlin。科学。数字。模拟。,20, 1, 89-104 (2019) ·Zbl 1461.92092号
[50] 蒙达尔,S。;Maiti,A。;Samanta,G.P.,延迟捕食者-食饵模型中恐惧和额外食物的影响,Biophys。修订稿。,13, 4, 157-177 (2018)
[51] 蒙达尔,S。;Samanta,G.P.,在恐惧效应和额外食物的影响下,包含非线性猎物避难所的延迟捕食者-食饵相互作用动力学,J.Phys。A.数学。理论。,53,29(2020)·兹比尔1518.92129
[52] Pal,S。;马吉,S。;曼达尔,S。;Pal,N.,《恐惧在具有Beddington-DeAngelis功能反应的捕食者-食饵模型中的作用》,Z.Naturforschung a,74,7,581-595(2019)
[53] 潘迪,P。;北卡罗来纳州帕尔。;萨曼塔,S。;Chattopadhyay,J.,带恐惧的三种群食物链模型的稳定性和分叉分析,Int.J.Bifur。混沌,28,1(2018)·Zbl 1386.34093号
[54] 潘迪,P。;北卡罗来纳州帕尔。;萨曼塔,S。;Chattopadhyay,J.,带有恐惧诱导热带级联的三物种食物链模型,国际J.应用。计算。数学。,5, 4, 1242 (2019)
[55] 潘迪,P。;萨曼塔,S。;北卡罗来纳州帕尔。;Chattopadhyay,J.,具有恐惧效应的捕食者-食饵模型中的延迟诱导多重稳定性切换和混沌,数学。计算。模拟。,172, 134-158 (2020) ·Zbl 1510.92177号
[56] Park,T.,Wolf等人Lyapunov指数估计算法的Matlab版本。物理16d,1985年,2014年。可从以下位置获得:https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/48084-lyapunov-exponent-eestimation-from-a-time-series-documentation-added。
[57] Perko,L.,微分方程和动力系统(2000),Springer-Verlag:Springer-Verlag,纽约
[58] 罗伊·J。;Alam,S.,确定性和随机环境中捕食系统中的恐惧因子,Phys。统计力学。应用。,541 (2020) ·Zbl 07527047号
[59] 萨曼塔,S。;Dhar,R。;埃尔莫伊塔巴,I.M。;Chattopadhyay,J.,《具有猎物避难所的捕食者-食饵模型中额外食物的作用》,J.Biol。系统。,24, 2-3, 345-365 (2016) ·Zbl 1350.92044号
[60] Sarkar,A。;蒂瓦里,P.K。;博纳,F。;Pal,S.,《受水位波动影响的捕食者和猎物相互作用的非自治模型中的混沌》,J.Biol。系统。,28, 4, 865-900 (2020) ·Zbl 1460.92178号
[61] Sha,A。;萨曼塔,S。;Martcheva,M。;Chattopadhyay,J.,具有恐惧效应的生态流行病模型中的后向分叉、振荡和混沌,J.Biol。动态。,13, 8, 301-327 (2019) ·Zbl 1447.92474号
[62] Sk,N。;Tiwari,P.K。;Kang,Y。;Pal,S.,捕食系统中恐惧、避难和额外食物交互作用的非自治模型,J.Biol。系统。,29, 1, 107-145 (2021) ·Zbl 1469.92096号
[63] Sk,N。;Tiwari,P.K。;Pal,S.,《带有狩猎合作的三物种食物链模型中恐惧和避难影响的延迟非自治模型》,数学。计算。模拟。,192, 136-166 (2022) ·Zbl 07431719号
[64] 斯科尔斯基,G.T。;Gilliam,J.F.,《捕食者干扰的功能反应:Holling II型模型的可行替代品》,生态学,823083-3092(2001)
[65] 蒂瓦里,V。;特里帕蒂,J.P。;米什拉,S。;Upadhyay,R.K.,相互干扰捕食者-食饵系统中非平衡模式的恐惧效应和稳定性建模,应用。数学。计算。,371 (2020) ·Zbl 1433.92042号
[66] Upadhyay,R.K。;Mishra,S.,时空捕食系统中可怕猎物的种群动态后果,数学。Biosci公司。工程,16,1,338-372(2019)·Zbl 1500.92097号
[67] Wang,J。;蔡,Y。;Fu,S。;Wang,W.,恐惧因子对包含猎物避难所的捕食者-食饵模型动力学的影响,混沌,29(2019)·Zbl 1420.92122号
[68] 王,X。;杜,Z。;Liang,J.,Lotka-Volterra模型正周期解的存在性和全局吸引性,非线性分析。真实世界应用。,11, 4054-4061 (2010) ·Zbl 1205.34058号
[69] 王,X。;扎内特,L。;Zou,X.,《捕食者-食饵相互作用中恐惧效应的建模》,J.Math。生物学,73,1179-1204(2016)·Zbl 1358.34058号
[70] 威廉姆斯,C.M。;Ragland,G.J。;贝蒂尼,G。;巴克利,L.B。;Cheviron,Z.A。;多诺霍,K。;赫里福德,J。;汉弗莱斯,M.M。;Lisovski,S。;马歇尔·K·E。;施密特,P.S。;谢尔顿,K.S。;瓦尔佩。;Visser,M.E.,《理解季节性的进化影响:研讨会简介》,综合。公司。生物学,57,5,921-933(2017)
[71] Wolf,A。;斯威夫特,J.B。;Swinney,H.L。;Vastano,J.A.,《从时间序列中确定Lyapunov指数》,《物理学》。D、 16、3、285-317(1985)·Zbl 0585.58037号
[72] 夏,Y。;袁,S.,具有猎物避难和恐惧效应的随机捕食者-食饵模型的生存分析,J.Biol。动态。,14, 1, 871-892 (2020)
[73] Yousef,F.B。;Yousef,A。;Maji,C.,具有捕食者密度依赖性猎物死亡率的分数阶捕食者-食饵系统中恐惧的影响,Chaos Solit。分形。,145 (2021) ·Zbl 1498.92182号
[74] Zanette,L.Y。;怀特,A.F。;Allen,医学博士。;Clinchy,M.,《感知到的捕食风险降低了鸣禽每年繁殖后代的数量》,《科学》,3341398-1401(2011)
[75] 张,H。;蔡,Y。;傅,S。;Wang,W.,包含猎物避难所的捕食者模型中恐惧效应的影响,Appl。数学。计算。,356, 328-337 (2019) ·Zbl 1428.92099号
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