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希瓦姆;提卡姆·辛格;穆凯什·库马尔

捕食系统中随机运动和合作狩猎的影响：一种动力学方法。 （英语） Zbl 07852503号

国际生物数学杂志。 17，第3号，文章ID 2350029，30 p.（2024）.
摘要：生物种群的扩散途径是以自扩散为前提的。合作狩猎是捕食者种群中的一种常见行为，它促进了捕食和捕食者系统的共存。另一方面，猎物之间的Allee效应可能会导致系统变得不稳定。本文讨论了一类具有合作狩猎和弱Allee效应的扩散捕食系统。利用线性稳定性和Hopf分岔分析来检验系统的稳定性。从系统的空间稳定性出发，导出了图灵不稳定性的条件。采用多尺度分析方法推导了系统的振幅方程。对这些振幅方程的稳定性分析导致图灵模式的形成。最后，利用数值模拟分析了一维和二维空间格局的形成。研究表明，该模型可以生成复杂的格局结构，并且自扩散对物种分布有着重大影响。

MSC公司：

37国集团15 动力系统中极限环和周期轨道的分岔
37C20美元 动力系统的一般性质、结构稳定性
92B05型 普通生物学和生物数学
92D25型 人口动态（一般）

关键词：

捕食系统;狩猎合作;阿利效应;霍普夫分岔;扩散不稳定性;振幅方程
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\textit{Shivam}等人，国际生物数学杂志。17，第3号，文章ID 2350029，30页（2024；Zbl 07852503）
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参考文献：

[1] Alves，M.T.和Hilker，F.M.，《捕食者的狩猎合作和Allee效应》，J.Theor。生物学.419（2017）13-22·Zbl 1370.92151号
[2] Bailey，I.、Myatt，J.P.和Wilson，A.M.，《食肉动物中的集体狩猎：对战略和合作的生理、认知和环境影响》，Behav。经济。《社会生物学》67（2013）1-7。
[3] MacNulty，D.R.，Smith，D.W.，Mech，L.D.，Vucetich，J.A.和Packer，C.，《群体规模对狼猎鹿成功的非线性影响》，Behav。Ecol.23（2012）75-82。
[4] Scheel，D.和Packer，C.，《狮子的集体狩猎行为：寻求合作》，Anim。行为41（1991）697-709。
[5] Stander，P.E.，《狮子的合作狩猎：个体的角色》，Behav。经济。《社会生物学》.29（1992）445-54。
[6] Jiang，H.，具有学校行为的扩散捕食者-食饵模型中的图灵分歧，应用。数学。Lett.96（2019）230-235·Zbl 1423.92219号
[7] Sabir，Z.、Botmart，T.、Raja，M.A.Z.和Weera，W.，基于感染的分数阶非线性捕食系统数值研究的高级计算方案，PLoS One17（3）（2022）e0265064。
[8] Umar，M.，Sabir，Z.和Raja，M.A.Z.，非线性预编码器模型数值处理的智能计算，应用。软计算80（2019）506-524。
[9] Sabir，Z.，非线性三物种食物链系统的随机数值研究，国际生物数学杂志，15（04）（2022）2250005·Zbl 1492.92136号
[10] Botmart，T.，Sabir，Z.，Raja，M.A.Z.，Ali，M.R.，Sadat，R.，Aly，A.A.和Saad，A.，一种解决生物非线性钩端螺旋体系统的混合群集计算方法，Biomed。信号处理。控制77（2022）103789。
[11] Sabir，Z.、Wahab，H.A.、Ali，M.R.和Sadat，R.，热爆炸理论中两点奇异边值问题的神经元分析，神经过程。莱特。(2022) 1-28.
[12] Sabir，Z.，Baleanu，D.，Ali，M.R.和Sadat，R.，解决非线性奇异周期边值问题的一种新的计算随机算法，国际计算杂志。数学。(2022) 1-14. ·Zbl 1513.65010号
[13] Sabir，Z.，Ali，M.R.和Sadat，R.，Gudermannian神经网络使用遗传算法和活性集方法的优化程序，用于三种食物链非线性模型，J.Ambient Intell。Humaniz公司。计算。(2022) 1-10.
[14] Sabir，Z.、Wahab，H.A.和Guirao，J.L.，Gudermannian函数作为奇异非线性延迟、预测和受电弓微分模型的神经网络的新设计，数学。Biosci公司。工程19（1）（2022）663-687。
[15] Sabir，Z.和Wahab，H.A.，第三类非线性奇异模型的古德曼神经网络进化启发式，Phys。Scr.96（12）（2021）125261。
[16] Sabir，Z.、Umar，M.、Raja，M.A.Z.、Baskonus，H.M.和Gao，W.，Morlet小波作为HIV系统中新型预防类别的神经网络的设计，《国际生物数学杂志》15（04）（2022）2250012·Zbl 1492.92111号
[17] Tiwari，B.，Raw，S.N.和Mishra，P.，具有多重Allee效应和学校行为的时空捕食模型的定性分析，非线性动力学102（2020）3013-3038·Zbl 1517.92016年
[18] Cosner，C.、DeAngelis，D.L.、Ault，J.S.和Olson，D.B.，空间分组对捕食者功能反应的影响，Theor。大众。生物学.56（1999）65-75·Zbl 0928.92031号
[19] Dutta，K.，《群体狩猎》，《共振》19（2014）936-957。
[20] Hao，W.和Xue，C.，《反应扩散模型中的空间模式形成：计算方法》，J.Math。生物80（2020）521-543·Zbl 1432.92009年
[21] Lang，S.D.和Farine，D.R.，《研究社会捕食策略的多维框架》，《自然生态》。进化1（2017）1230-1239。
[22] Packer，C.和Ruttan，L.，《合作狩猎的演变》，《美国国家》132（1988）159-198。
[23] Pal，S.、Pal，N.、Samanta，S.和Chattopadhyay，J.，捕食者-食饵模型中狩猎合作和恐惧的影响，Ecol。综合体39（2019）100770·Zbl 1497.92209号
[24] Angulo，E.，Luque，G.M.，Gregory，S.D.，Wenzel，J.W.，Bessa-Gomes，C.，Berec，L.和Courchamp，F.，社会物种中的Allee效应，J.Anim。Ecol.87（2018）47-58。
[25] Capone，F.、Carfora，M.F.、De Luca，R.和Torcicollo，I.，反应扩散系统中的图灵模式，狩猎合作建模，数学。计算。模拟165（2019）172-80·Zbl 07316743号
[26] Drake，J.M.和Kramer，A.M.，Allee effects，Nat.Educe。Knowl.3（2011）2。
[27] Lidicker，W.Z.Jr.，《Allee效应：它的历史和未来重要性》，公开。经济。J.3（2010）71-82。
[28] Tobin，P.C.、Berec，L.和Liebhold，A.M.，利用Allee效应管理生物入侵，生态。Lett.14（2011）615-624。
[29] Song，Q.，Yang，R.，Zhang，C.和Tang，L.，具有Monod-Haldane功能反应的扩散捕食-被捕食模型的分岔分析，国际期刊分岔。Chaos29（2019）1950152·Zbl 1430.35232号
[30] Wang，J.S.，Wu，Y.P.，Li，L.和Sun，G.Q.，迁移和捕食者切换对捕食者-食饵模型动力学行为的影响，混沌孤子分形132（2020）109584·Zbl 1434.92026号
[31] Cui，R.，Shi，J.和Wu，B.，具有保护区的扩散捕食-被捕食系统中的强Allee效应，J.Differ。等式256（2014）108-129·Zbl 1359.35096号
[32] Fu，S.和Zhang，H.，狩猎合作对扩散Holling II型捕食者-食饵模型动力学行为的影响，Commun。非线性科学.99（2021）105807·Zbl 1466.92144号
[33] Ye，P.和Wu，D.，强Allee效应和狩猎合作对Leslie-Gower捕食者-食饵系统的影响，Chin。《物理学杂志》68（2020）49-64。
[34] Singh，T.和Banerjee，S.，具有Holling II型功能反应的捕食者狩猎合作的空间方面，J.Biol。系统26（2018）511-531·Zbl 1415.92161号
[35] Singh，T.和Banerjee，S.，具有羊群行为和二次死亡率的捕食-被捕食系统的时空模型，国际期刊Bifurc。Chaos29（2019）1950049·Zbl 1411.35258号
[36] Shivam，Kumar，M.，Singh，T.和Chauhan，S.，通过图灵模式对捕食者-食饵系统中捕食者死亡率的积极影响，Braz。《物理学杂志》52（5）（2022）1-11。
[37] Shivam，Singh，K.，Kumar，M.，Dubey，R.和Singh，T.，用动力系统方法解开捕食者之间合作狩猎和猎物群体行为的角色，混沌孤子分形162（2022）112420·Zbl 1506.92078号
[38] Singh，T.和Banerjee，S.，《免疫原性肿瘤的时空动力学》，《国际生物学杂志》13（2020）2050044·Zbl 1464.35377号
[39] Jang，S.R.，Zhang，W.和Larriva，V.，《捕食者-食饵系统中的合作狩猎，猎物中的Allee效应》，Nat.Resour。模型31（2018）e12194。
[40] Rao，F.和Kang，Y.，猎物中具有Allee效应的扩散捕食模型的复杂动力学，Ecol。综合体28（2016）123-144。
[41] Song，D.，Song，Y.和Li，C.，猎物种群中具有狩猎合作和Allee效应的捕食-被捕食模型中的稳定性和图灵模式，国际期刊Bifurc。Chaos30（2020）2050137·Zbl 1448.92249号
[42] Tyutyunov，Y.V.、Titova，L.I.和Berdnikov，S.V.，捕食者种群中干扰和Allee效应的机械模型，《生物物理》58（2013）258-264。
[43] Yuan，S.，Xu，C.和Zhang，T.，具有群体行为的捕食者-猎物模型的空间动力学，Chaos23（2013）033102·Zbl 1323.92197号
[44] Zhang，T.，Xing，Y.，Zang，H.和Han，M.，具有双曲死亡率的捕食者-食饵模型的反应扩散系统的时空动力学，非线性动力学78（2014）265-277。
[45] Zhang，X.C.，Sun，G.Q.和Jin，Z.，具有Beddington-DeAngelis功能反应的捕食者-食饵模型的空间动力学，Phys。版本E85（2012）021924。
[46] Skubachevskii，A.L.，关于非局部椭圆问题Fredholm可解的必要条件，Proc。斯特克洛夫。《数学研究所》260（2008）238-253·兹比尔1233.35085
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