约瑟夫·佩斯·查韦斯；德克·荣曼；斯特凡·西格蒙德 基于脉冲微分方程的害虫综合防治策略建模与分析。 （英语） Zbl 1487.92064号 国际期刊差异。埃克。 2017年，文章ID 1820607，18 p.（2017）. 摘要：本文涉及在综合害虫管理（IPM）框架内描述复杂生物系统的数学模型的发展和数值分析。IPM成立于20世纪50年代末，是一种有害生物管理范式，它涉及以互补的方式组合不同的有害生物控制方法，以减少农药的过度使用，并将环境影响降至最低。自从引入IPM概念以来，出现了一组丰富的数学模型，本工作讨论了近年来该领域的发展。此外，通过路径允许技术对基于IPM的脉冲控制方案进行了全面的参数研究。该分析解决了一些实际问题，例如如何确定系统的参数值，从而在运营成本和环境破坏方面实现最佳虫害控制。数值研究的结论是对脉冲模型的动力学特征进行了探索，揭示了极限环、滞后效应和倍周期级联的余维1分岔的存在，这是混沌开始的前兆。 引用于5文件 MSC公司： 92D45型 有害生物管理 34A37飞机 脉冲常微分方程 05年3月34日 涉及常微分方程的控制问题 软件：AUTO（自动）；幻灯片连接；COCO公司；HomCont公司；TC-HAT公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.Páez Chávez}等人，国际期刊Differ。等于。2017年，文章ID 1820607，18 p.（2017；Zbl 1487.92064） 全文： 内政部 参考文献： [1] 联合国，《世界人口形势简明报告》（2014年），美国纽约州纽约市 [2] Peshin，R。；Dhawan，A.K.，《综合害虫管理：创新发展过程》（2009），多德雷赫特：施普林格荷兰，多德雷赫特·doi:10.1007/978-1-4020-8992-3 [3] Naranjo，S.E。；Ellsworth，P.C.，《综合控制概念的五十年：亚利桑那州推进模式和实施》，《害虫管理科学》，65，12，1267-1286，（2009）·doi:10.1002/ps.1861 [4] Jaquette，D.L.，《控制生物种群增长的数学模型：调查》，运筹学，20，6，1142-1151，（1972）·Zbl 0249.92004号 ·数字对象标识代码：10.1287/opre.20.6.1142 [5] Shoemaker，C.，《农业害虫管理优化II：控制模型的制定》，《数学生物科学》，17，3-4，357-365，（1973）·doi:10.1016/0025-5564（73）90076-X [6] Svirezhev，Y.M.，《数学生态学中的非线性：现象和模型》。我们会生活在沃尔特拉的世界里吗？，生态建模，216，2，89-101，（2008）·doi:10.1016/j.ecolmodel.2008.03.028 [7] Baker，J.M.，《作物模拟模型的使用和滥用》，《农学杂志》，88，5，689，（1996）·doi:10.2134/agronj1996.0002196200880050001x [8] McCullough，D.R。；Barrett，R.H.，《2001年野生动物：种群》，（1992年），多德雷赫特：荷兰施普林格，多德雷赫特·doi:10.1007/978-94-011-2868-1 [9] Affholder，F。；Tittonell，P。；Corbeels，M。；Roux，S。；莫蒂西，N。；Tixier，P。；Wery，J.，《农学特别建模：我们在过去15年里学到了什么？》？，《农学杂志》，104，3，735-748，（2012）·doi:10.2134/argonj2011.0376 [10] 普罗斯特。；塞尔夫，M。；Jeuffroy，M.-H.，在设计农艺模型时缺乏对最终用户的考虑。综述，《可持续发展农学》，32，2，581-594，（2012）·doi:10.1007/s13593-011-0059-4 [11] 新泽西州库尼菲。；科斯凯拉，B。；E.Metcalf，C.J。；帕内尔，S。；Gottwald，T.R。；Gilligan，C.A.，《植物疾病建模的十三大挑战》，《流行病》，第10期，第6-10页，（2015年）·doi:10.1016/j.epidem.2014.06.002 [12] Kogan，M.，《综合害虫管理：历史观点和当代发展》，《昆虫学年度评论》，43，243-270，（1998）·doi:10.1146/anurev.ento.43.1.243 [13] 西印度巴伊瓦。；Kogan，M.，《IPM定义纲要》（CID）。什么是IPM，它在世界文献中是如何定义的？，IPPC第998号出版物（2002） [14] Wickwire，K.，《害虫和传染病控制的数学模型：调查》，《理论种群生物学》。《国际期刊》，11，2182-238，（1977）·兹比尔0356.92001 ·doi:10.1016/0040-5809（77）90025-9 [15] 贝丁顿，J.R。；免费，C.A。；Lawton，J.H.，昆虫生物控制模型中成功天敌的特征，《自然》，273，5663，513-519，（1978）·doi:10.1038/273513a0 [16] Barclay，H.J.，《利用捕食者释放、栖息地管理和农药释放相结合的害虫控制模型》，《应用生态学杂志》，19，2，337-348，（1982）·doi:10.2307/2403471 [17] 托塔，P。；Dankowicz，H.，TC-HAT：混合动力系统中周期轨迹连续的新工具箱，SIAM应用动力系统杂志，7，41283-1322，（2008）·Zbl 1192.34004号 ·doi:10.1137/070703028 [18] Krauskopf，B。；Osinga，H.M。；Galán-Vioque，J.，动力学中的持续影响，动力系统的数值延拓方法：路径跟踪和边值问题，V-VII，（2007）·Zbl 1117.65005号 ·doi:10.1007/978-1-4020-6356-5 [19] González-Andrade，F。；López-Pulles，R。；Estévez，E.，《厄瓜多尔急性农药中毒：一份简短的流行病学报告》，《公共卫生杂志》，18，5，437-442，（2010）·doi:10.1007/s10389-010-0333-y [20] Lucas，J.A.，《植物病原体和植物病害》。，植物病理学，47，4，542-542，（1998）·doi:10.1046/j.1365-3059.1998.0223e。x个 [21] 斯特恩，V.M。；史密斯，R.F。；范登博世，R。；Hagen，K.S.，《综合控制概念》，希尔加迪亚，29，2，81-101，（1959）·doi:10.3733/小时v29n02p081 [22] Rybicki，M。；温克尔曼，C。；赫尔曼，C。；Bartels，P。；Jungmann，D.，除草剂间接降低底栖食草动物的生理条件，《水生生物学》，17，2，153-166，（2012）·doi:10.3354/ab00472 [23] Licht，O。；Jungmann博士。；Nagel，R.，《确定室内人工溪流中化学物质影响的aufwuch和蜉蝣幼虫方法开发》，弗雷森尤斯环境公报，12，6，594-600，（2003） [24] Brust，K。；Licht，O。；Hultsch，V。；Jungmann博士。；Nagel，R.，特布他林对人工室内溪流中的aufwuch和Lumpriculus variegatus的影响，环境毒理学和化学，20，9，2000-2007，（2001）·doi:10.1897/1551-5028（2001）020<2000:EOTOAA>2.0.CO；2 [25] Licht，O。；Jungmann博士。；Ludwichowski，K.-U。；Nagel，R.，苯氧威对室内人工溪流中两种蜉蝣的长期影响，生态毒理学和环境安全，58，2，246-255，（2004）·doi:10.1016/j.ecoenv.2003.08.021 [26] Böckmann，E。；Meyhöfer，R.，AEP–Eine automatische Entscheidungshilfe-Software füR den integrierten Pflanzenschutz，Gesunde Pflanzhen，67，1，1-10，（2015）·doi:10.1007/s10343-014-0332-y [27] Jana，S。；Kar，T.K.，《与害虫控制相关的捕食模型的数学研究》，非线性动力学，74，3，667-683，（2013）·Zbl 1279.92086号 ·doi:10.1007/s11071-013-0996-3 [28] Hethcote，H.W.，传染病模型的定性分析，数学生物科学，28，3/4，335-356，（1976）·Zbl 0326.92017号 ·doi:10.1016/0025-5564（76）90132-2 [29] Holling，C.S.，《捕食者对猎物密度的功能反应及其在模仿和种群调节中的作用》，《加拿大昆虫学会回忆录》，97，5-60，（1965）·doi:10.4039/entm9745fv [30] Bazykin，A.D.，相互作用种群的非线性动力学。相互作用人口的非线性动力学，非线性科学世界科学系列，A辑，11，（1998），新泽西州河边，美国：美国新泽西州河边，世界科学·doi:10.1142/9789812798725 [31] Upadhyay，R.K.，《生态系统中混沌和循环的可观测性：捕食者-食饵模型的教训》，《国际分叉与混沌杂志》，19，10，3169-3234，（2009）·Zbl 1182.92067号 ·doi:10.1142/S0218127409024748 [32] 范登博世，F。；Jeger，M.J。；Gilligan，C.A.，疾病控制及其对植物繁殖主粮作物中破坏性植物病毒株的选择；理论评估，《英国皇家学会生物科学学报》，274160611-18，（2007）·doi:10.1098/rspb.2006.3715 [33] Gilligan，C.A。；Van Den Bosch，F.，病原体入侵和持久性的流行病学模型，《植物病理学年度评论》，46，385-418，（2008）·doi:10.1146/annurev.phyto.45.062806.094357 [34] X孟。；Li，Z.，具有连续和脉冲文化控制策略的植物疾病模型动力学，理论生物学杂志，266，1，29-40，（2010）·Zbl 1407.92077号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2010.05.033 [35] Jeger，M.J.，《植物病毒病动态分析模型与繁殖和再植》，《应用生态学杂志》，31，3，413-427，（1994）·doi:10.2307/2404439 [36] Jeger，M.J。；马登，L.V。；van den Bosch，F.，《传播途径对植物病毒流行发展和疾病控制的影响》，《理论生物学杂志》，258，2，198-207，（2009）·Zbl 1402.92392号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2009.01.012 [37] 夏，L。；高，S。；邹强。；Wang，J.，具有潜伏期的非自治植物病害模型分析，应用数学与计算，223147-159，（2013）·Zbl 1329.92080号 ·doi:10.1016/j.amc.2013.08.011 [38] 张振华。；Suo，Y.H.，具有连续培养控制策略的植物病害模型的稳定性和敏感性分析，应用数学杂志，2014，（2014）·Zbl 1406.92645号 ·doi:10.1155/2014/207959 [39] 拉克什米坎塔姆，V。；Bainov博士。；Simeonov，P.S.，《脉冲微分方程理论》（1989），新加坡：世界科学出版社，新加坡·Zbl 0719.34002号 ·doi:10.1142/0906 [40] Bainov博士。；Simeonov，P.S.，《脉冲微分方程》。脉冲微分方程，应用科学数学进展系列，28，（1995），新加坡：世界科学，新加坡·Zbl 0828.34002号 ·数字对象标识代码：10.1142/9789812831804 [41] Samoilenko，A.M。；Perestyuk，N.A.，脉冲微分方程。脉冲微分方程，A辑：专著和论文，14，（1995），新泽西：世界科学，新泽西·Zbl 0837.34003号 [42] 北卡罗来纳州佩雷斯托克。；Plotnikov，V.A。；Samoilenko，A.M。；Skripnik，N.V.，《脉冲效应微分方程》。具有不连续性的多值右侧。具有脉冲效应的微分方程。具有不连续性的多值右侧，《德格鲁伊特数学研究》，40，（2011），德国柏林：德格鲁伊特，德国柏林·Zbl 1234.34002号 [43] 唐，S。；Xiao，Y。；Cheke，R.A.，《具有文化控制策略和经济阈值的植物病害模型动态分析》，《模拟中的数学和计算机》，80，5，894-921，（2010）·Zbl 1183.92060号 ·doi:10.1016/j.matcom.2009.10.004 [44] 张，H。；乔治斯库，P。；Chen，L.S.，关于IPM捕食者-试验模型的脉冲可控性和分支，生物系统，93，3，151-171，（2008）·doi:10.1016/j.biosystems.2008.03.008 [45] DeAngelis，D.L。；Goldstein，R.A。；O'Neill，R.V.，《营养相互作用模型》，生态学，56，881-892，（1975）·doi:10.307/1936298 [46] 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，《动物生态学杂志》，44，331-340，（1975）·doi:10.2307/3866 [47] 迪·贝尔纳多，M。；巴德，C.J。；Champneys，A.R.，《分段平滑动力系统：理论与应用》。分段平滑动力系统：理论与应用，应用数学科学，163，（2008），英国伦敦：施普林格，英国伦敦·Zbl 1146.37003号 [48] 刘，B。；Zhang，Y。；Chen，L.，关于周期性生物和化学控制的Holling I捕食者-食饵模型的动力学复杂性，混沌、孤子和分形，22，1，123-134，（2004）·Zbl 1058.92047号 ·doi:10.1016/j.chaos.2003.12.060 [49] Xiang，Z。；宋，X。；Zhang，F.，关于周期性生物和化学控制的二元二乘系统的分岔和复杂动力学，混沌、孤子和分形，37，2，424-437，（2008）·Zbl 1146.34039号 ·doi:10.1016/j.chaos.2006.09.024 [50] 张，H。；Chen，L.S。；Georgescu，P.，《害虫管理的脉冲控制策略》，《生物系统杂志》，15，2，235-260，（2007）·Zbl 1279.92058号 ·doi:10.11142/s0218339007002106 [51] 裴，Y。；刘，S。；Li，C.，捕食者物种共享共同猎物的脉冲控制系统的复杂动力学，非线性科学杂志，19，3，249-266，（2009）·Zbl 1172.92039号 ·数字对象标识代码：10.1007/s00332-008-9034-x [52] 刘，B。；王，Y。；Kang，B.，具有不同频率控制策略的害虫管理{SI}模型动力学，非线性分析：混合系统，12，66-78，（2014）·Zbl 1325.92090号 ·doi:10.1016/j.nahs.2013.11.006 [53] 苏，H。；戴，B。；陈，Y。；Li，K.，具有广义Holling III型功能反应和脉冲效应的捕食者-食饵模型的动力学复杂性，计算机与数学及其应用。《国际期刊》，56，7715-1725，（2008）·Zbl 1152.34309号 ·doi:10.1016/j.camwa.2008.04.001 [54] 庞，G。；Chen，L.，带有脉冲控制的疫情模型的动态分析，模拟中的数学与计算机，79，1，72-84，（2008）·Zbl 1144.92037号 ·doi:10.1016/j.matcom.2007.10.002 [55] 唐，S。；Xiao，Y。；Chen，L。；Cheke，R.A.，《综合害虫管理模型及其动态行为》，《数学生物学公报》，67，1，115-135，（2005）·Zbl 1334.91058号 ·doi:10.1016/j.bulm.2004.06.005 [56] 贾塔夫，K.S。；Dhar，J.，《利用天敌和化学农药的脉冲释放进行害虫控制的混合方法：植物-害虫-天敌模型》，非线性分析：混合系统，12，79-92，（2014）·Zbl 1325.92089号 ·doi:10.1016/j.nahs.2013.11.011 [57] 米歇尔，A。；王凯。；胡，B.，动力系统定性理论。动力学系统的定性理论，纯数学和应用数学专著和教科书，239，（2001），巴塞尔：Marcel Dekker AG出版社·Zbl 0976.34001号 [58] Goebel，R。；Sanfelice，R.G。；Teel，A.R.，《混合动力系统：建模、稳定性和鲁棒性》（2012），普林斯顿大学出版社·Zbl 1241.93002号 [59] Akhmet，M.，《非连续动力系统原理》，非连续动力系原理，1-176，（2010）·Zbl 1204.37002号 ·doi:10.1007/978-1-4419-6581-3 [60] Shampine，L.F。；格拉德威尔，I。；Brankin，R.W.，ODE特殊事件位置问题的可靠解，ACM数学软件汇刊，17，1，11-25，（1991）·Zbl 0900.65208号 ·数字对象标识代码：10.1145/103147.103149 [61] Shampine，L.F。；Thompson，S.，《常微分方程的事件位置》，《计算机与数学应用》，39，5-6，43-54，（2000）·Zbl 0956.65055号 ·doi:10.1016/S0898-1221（00）00045-6 [62] Piiroinen，P.T。；Kuznetsov，Y.A.，《用精确计算滑动运动来模拟Filippov系统的事件驱动方法》，ACM数学软件汇刊，34，3，第13条，（2008）·Zbl 1190.65109号 ·数字对象标识代码：10.1145/1356052.1356054 [63] Dankowicz，H。；Schilder，F.，《续食谱》。继续食谱，SIAM，（2013），宾夕法尼亚州费城：计算科学与工程，宾夕法尼亚州费城·Zbl 1277.65037号 [64] 德科尔，F。；Kuznetsov，Y.A.，SlideCont:用于Filippov系统分叉分析的Auto97驱动程序，ACM数学软件汇刊，31，1，95-119，（2005）·Zbl 1073.65070号 ·doi:10.1145/1055531.1055536 [65] 杜德尔，E.J。；Champneys公司；A.R.费尔格里夫，T.F。；库兹涅佐夫，Y.A。；Sandstede，B.，Auto97：常微分方程的连续和分岔软件（带HomCont公司). Auto97：常微分方程的连续和分岔软件（带HomCont公司)《计算机科学》（1997），加拿大蒙特利尔：加拿大蒙特利尔康考迪亚大学 [66] Páez Chávez，J。；Wiercigrach，M.，非光滑Jeffcott转子模型周期轨道的分岔分析，非线性科学与数值模拟中的通信，18，9，2571-2580，（2013）·Zbl 1304.70012号 ·文件编号：10.1016/j.cnsns.2012.12.007 [67] Páez Chávez，J。；巴甫洛夫斯卡娅，E。；Wiercigrach，M.，带漂移分段线性冲击振子的分岔分析，非线性动力学，77，1-2，213-227，（2014）·doi:10.1007/s11071-014-1285-5 [68] 廖，M。；英·J。；Páez Chávez，J。；Wiercigrach，M.，冲击振子刚度识别的分叉技术，非线性科学和数值模拟中的通信，41，19-31，（2016）·Zbl 1458.74066号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2015.11.027 [69] Páez Chávez，J。；刘，Y。；巴甫洛夫斯卡娅，E。；Wiercigrach，M.，分段线性胶囊系统动态响应的路径允许分析，非线性科学和数值模拟中的通信，37，102-114，（2016）·Zbl 1473.37104号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2016.01.009 [70] Páez Chávez，J。；Voigt，A。；施赖特，J。；马施纳，美国。；Siegmund，S。；Richter，A.，《基于刺激响应水凝胶的新型自激化学流体振荡器：数学建模和动力学行为》，应用数学建模，40，23-24，1339-1351，（2016）·兹比尔1443.92027 ·doi:10.1016/j.apm.2016.06.038 [71] 库兹涅佐夫，Y.A.，《应用分叉理论的要素》。《应用分叉理论要素》，应用数学科学，112，（2004），美国纽约州纽约市：美国纽约州斯普林格·Zbl 1082.37002号 ·doi:10.1007/978-14757-3978-7 [72] Alligood，T。；Sauer，T.D。；Yorke，J.A.，《混沌：动力系统导论》（1996），纽约州纽约市，美国：斯普林格，纽约州，美国·兹比尔0867.58043 ·doi:10.1007/978-3-642-59281-2 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。