×

具有外部毒性和非线性捕获的浮游鱼类模型分析。 (英语) 兹比尔1467.34051

摘要:在本文中,我们考虑了一个包含外部毒性和非线性捕捞的三种浮游鱼类系统。我们认为,物种的生长直接或间接受到外部有毒物质的影响,捕食者对受影响猎物的摄食被认为是Holling II型功能反应。通过分析和数值计算确定所有可能的生物可行平衡点,并围绕这些平衡点进行稳定性分析。结果表明,当猎物的增长率超过某个阈值时,系统发生Hopf分岔。此外,Pontryagin的最大值原理已被应用于获得最佳收获控制,以最大限度地提高效益和保护生态系统。我们进行了数值模拟,以证明和说明我们的分析结果。给出了一些数值工具,如相位图、时间评估和分岔图,以确保系统中的复杂动力学。通过李亚普诺夫指数的数值计算和灵敏度分析,验证了混沌的倍周期级联路径。

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)
92D40型 生态学
34二氧化碳 常微分方程积分曲线、奇异点、极限环的拓扑结构
34D20型 常微分方程解的稳定性
34D23个 常微分方程解的全局稳定性
34立方厘米 常微分方程的分岔理论
34D05型 常微分方程解的渐近性质
49甲15 常微分方程最优控制问题的存在性理论
34C28个 常微分方程的复杂行为与混沌系统
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Chattopadhyay,J。;Sarkar,RR,混沌排序:三个营养水平的种群动力学模型的初步实验,Ecol。型号。,163, 45-50 (2003) ·doi:10.1016/S0304-3800(02)00381-2
[2] Dovery,F。;谢弗,M。;里纳尔迪,S。;Muratori,S.,《浮游鱼类模型中的季节性和混沌》,Theor。大众。生物学,43159-183(1993)·Zbl 0825.92135号 ·doi:10.1006/tpbi.1993.1008
[3] Kharbanda,H。;Kumar,S.,具有两种功能反应的单猎物和双捕食者模型的渐近稳定性,Ricerche Mat.(2018)·Zbl 1430.92070 ·doi:10.1007/s11587-018-0418-4
[4] 蒂霍诺娃,I。;李,B。;Malchow,H。;Medvinsky,A.,《浮游植物生长规律对异质环境中浮游生物群落时空动态的影响》,Biofizika,48891-900(2003)
[5] Upadhyay,RK;Chattopadhyay,J.,《混沌秩序:水生系统中产生毒素的浮游植物的作用》,《非线性分析》。模型。控制,10383-396(2005)·Zbl 1147.92327号 ·doi:10.115388/NA.2005.10.4.15117
[6] Maynard Smith,J.,《生态学模型》,146(1974),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0312.92001号
[7] 查克拉博蒂,K。;Das,K.,《存在毒性的双浮游动物-单浮游植物系统的建模和分析》,附录。数学。型号。,39, 1241-1665 (2015) ·Zbl 1432.92103号 ·doi:10.1016/j.apm.2014.08.004
[8] 佛罗里达州弗里德曼;Shukla,J.,《毒物在单物种和捕食-被捕食系统中的作用模型》,J.Math。生物学,30,15-30(1991)·Zbl 0825.92125号 ·doi:10.1007/BF00168004
[9] 杜比,B。;Hussain,J.,《模拟污染环境中两种生物物种的相互作用》,J.Math。分析。申请。,246, 58-79 (2000) ·Zbl 0952.92030号 ·doi:10.1006/jmaa.2000.6741
[10] 萨哈,T。;Bandopadhaya,M.,产毒素浮游植物与浮游动物相互作用的动力学分析,非线性分析。真实世界应用。,10, 314-332 (2009) ·Zbl 1154.37384号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2007.09.001
[11] Rhodes,CJ;JE特鲁斯科特;Martin,美联社,《作为海洋浮游植物种群调节因子的病毒感染》,J.Mar Syst。,74, 216-226 (2008) ·doi:10.1016/j.jmarsys.2008.01.05
[12] 黄,Q。;Seo,G。;Shan,C.,毒物依赖性水生种群模型中的分歧和全球动力学,数学。生物学,296,26-35(2018)·Zbl 1380.92053号
[13] 黄,Q。;Parshotham,L。;Wang,L。;班普夫利德,C。;Lewis,MA,污染物对鱼类种群动态影响的模型,J.Theor。《生物学》,334,71-79(2013)·Zbl 1397.92576号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2013.05.018
[14] Huppert,A。;奥林基,R。;Stone,L.,自下而上的浮游植物水华兴奋模型,公牛。数学。生物学,66865-878(2004)·Zbl 1334.92470号 ·doi:10.1016/j.bulm.2004.01.003
[15] Rehim,M。;Imran,M.,浮游植物与浮游动物相互作用延迟模型的动力学分析,应用。数学。型号。,36, 638-647 (2012) ·兹比尔1236.34078 ·doi:10.1016/j.apm.2011.07.018
[16] SRJ Jang;巴格拉马,J。;Rick,J.,《含毒素的营养-浮游植物-浮游动物模型》,数学。计算。型号。,43, 105-118 (2006) ·Zbl 1086.92053号 ·doi:10.1016/j.mcm.2005.09.030
[17] 爱德华兹,AM;Brindley,J.,三组分浮游生物种群模型中的振荡行为,Dyn。刺。系统。,11, 347-370 (1996) ·Zbl 0871.92029号 ·doi:10.1080/02681119608806231
[18] 原始序列号;Mishra,P.,《浮游鱼类模型中抑制效应的建模与分析:在波兰西部肥厚的Swarzedzkie湖中的应用》,非线性分析。真实世界应用。,46, 465-492 (2019) ·Zbl 1408.92038号 ·doi:10.1016/j.nnrwa.20128.09.026
[19] Clark,CW,《聚集和渔业动力学:学校教育和围网金枪鱼渔业的理论研究》,鱼类。公牛。,77, 2, 317-337 (1979)
[20] 胡,D。;Cao,H.,具有Michaelis-Menten型捕食者捕获的捕食-被捕食系统的稳定性和分岔分析,非线性分析。真实世界应用。,33, 58-82 (2017) ·Zbl 1352.92125号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2016.05.010
[21] Clark,CW,《可再生资源的优化管理》,《数学生物经济学》(1976),纽约:威利出版社,纽约·Zbl 0364.90002号
[22] 杜比,B。;Patra,A。;Upadhyay,RK,《浮游植物、浮游动物和渔业资源动态》,App。申请。数学。,9, 217-245 (2014) ·Zbl 1304.34087号
[23] 杜比,B。;Patra,A.,《按人口优化管理和利用可再生资源的数学模型》,J.Math。,2013, 1-9 (2013) ·兹比尔1268.91088 ·数字对象标识代码:10.1155/2013/613706
[24] DM托马斯;斯内尔,T。;Jaffar,S.,污染环境中的控制问题,数学。生物科学。,133, 139-163 (1996) ·Zbl 0844.92026号 ·doi:10.1016/0025-5564(95)00091-7
[25] 吉本斯,MM,寻找最佳两种收获策略的技术,Ecol。型号。,92, 235-244 (1996) ·doi:10.1016/0304-3800(95)00176-X
[26] 卡尔,蒂克;查托帕迪亚伊,斯洛伐克;Pati,CK,二元一捕食者系统的生物经济模型,J.Appl。数学。通知。,27, 1411-1427 (2009)
[27] 帕尔·R。;巴苏,B。;Banerjee,M.,《单霍尔丹型功能反应的浮游植物化感作用建模:数学研究》,《生物系统》,95,243-253(2009)·doi:10.1016/j.biosystems.2008.11.002
[28] Upadhyay,RK;斯洛伐克蒂瓦里;Roy,P.,《非线性收获湿地生态系统的复杂动力学:在印度奥迪沙Chilika湖的应用》。一、 J.分叉。《混沌》,25,7,1540016(2015)·Zbl 1319.34095号 ·doi:10.1142/S0218127415400167
[29] Das,T。;慕克吉,注册护士;堪萨斯州乔杜里,《在存在毒性的情况下捕获捕食性鱼类》,Appl。数学。型号。,33282282292(2009年)·Zbl 1185.91120号 ·doi:10.1016/j.apm.2008.06.008
[30] Gensemer,RW;Playle,RC,《水环境中铝的生物可用性和毒性》,《环境评论》。科学。技术。,29, 4, 315-450 (1999) ·doi:10.1080/10643389991259245
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。