×

具有不同功能反应的捕食者-食饵系统的丰富动力学。 (英语) Zbl 1454.92026号

摘要:在本研究中,我们研究了一个描述具有不同响应函数的捕食者-食饵系统的交互动力学的数学模型。建立了系统的正性、有界性和一致持久性。我们研究了生物可行奇异点及其稳定性分析。我们通过考虑不同类型的功能响应进行了比较研究,这表明系统的动力学行为保持不变,但分岔点的位置发生了变化。我们的模型系统在被捕食种群增长率方面经历了Hopf分岔,这表明在不动点附近存在周期解。此外,我们还观察到,我们的捕食者-食饵系统在被捕食种群增长率方面经历了跨临界分岔。利用规范形理论和中心流形定理,研究了Hopf分岔的方向和稳定性。本研究还讨论了分析和数值结果的生物学意义。

MSC公司:

92D25型 人口动态(一般)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Berryman,A.A.,捕食者-食饵理论的起源和进化,生态学,73,5,1530-1535(1992)·doi:10.2307/1940005
[2] Seo,G。;Kot,M.,两种具有Holling I型功能反应的捕食者-食饵模型的比较,数学生物科学,212,2,161-179(2008)·Zbl 1138.92033号 ·doi:10.1016/j.mbs.2008.01.007
[3] Turchin,P.,《复杂人口动力学:理论/经验综合》(2003),美国新泽西州普林斯顿:普林斯顿大学出版社,美国新日本州普林斯顿·Zbl 1062.92077号
[4] 肖,D。;Ruan,S.,比率依赖型捕食者-食饵系统的全球动力学,《数学生物学杂志》,43,3,268-290(2001)·Zbl 1007.34031号 ·doi:10.1007/s002850100097
[5] Arditi,R。;Ginzburg,L.R.,捕食者-食饵动力学中的耦合:比率依赖,理论生物学杂志,139,3,311-326(1989)·doi:10.1016/s0022-5193(89)80211-5
[6] Lv,Y。;Chen,L。;Chen,F.,具有加性Allee效应和反馈控制的单种群logistic模型的稳定性和分岔,应用数学与计算,1292020(2020)·Zbl 1482.92075号
[7] Wang,W。;Mulone,G。;Salemi,F.公司。;Salone,V.,阶段结构捕食者-食饵模型的持久性和稳定性,数学分析与应用杂志,262,2499-528(2001)·Zbl 0997.34069号 ·doi:10.1006/jmaa.2001.7543
[8] 学习,B。;Rebaza,J.,《具有连续阈值收获的捕食者-食饵模型分析》,应用数学与计算,217,12,5265-5278(2011)·Zbl 1207.92046号 ·doi:10.1016/j.amc.2010.11.050
[9] Khajanchi,S.,脑肿瘤与免疫系统相互作用的一致持久性和全局稳定性,《生物物理评论与快报》,12,4,187-208(2017)·doi:10.1142/s1793048017500114
[10] Khajanchi,S。;Banerjee,S.,《量化免疫治疗药物T11靶结构在恶性胶质瘤进展中的作用:数学建模和动力学视角》,《数学生物科学》,289,69-77(2017)·Zbl 1378.92031号 ·doi:10.1016/j.mbs.2017.04.006
[11] Ginzburg,L.R.,《假设生殖是消费的函数》,《动物生态学杂志》,67,2,325-327(1998)·doi:10.1046/j.1365-2656.1998.00226.x
[12] 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,S45,5-60(1965)·doi:10.4039/entm9745fv
[13] 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》,44,1,331-340(1975)·doi:10.2307/3866
[14] DeAngelis,D.L。;戈尔茨坦,R.A。;O'Neill,R.V.,热带相互作用模型,生态学,56,4,881-892(1975)·doi:10.2307/1936298
[15] Anderson,T.W.,《捕食者反应、猎物避难所和海鱼密度依赖性死亡率》,生态学,82,1,245-257(2001)·doi:10.1890/0012-9658(2001)082[0245:prprad]2.0.co;2
[16] Dalziel,B.D。;托曼,E。;梅德洛克,J。;De Leenher,P.,具有可变捕食者搜索率的捕食者-食饵模型的全局分析,数学生物学杂志,81,1,159-183(2020)·Zbl 1448.34099号 ·doi:10.1007/s00285-020-01504-y
[17] 王,X。;Wang,H。;Li,M.Y.,R_0和具有季节性和成熟延迟的捕食者-食饵模型的敏感性分析,数学生物科学,315(2019)·Zbl 1425.92165号 ·doi:10.1016/j.mbs.2019.108225
[18] 科恩克,M.C。;西克曼,I。;塞诺,H。;Malchow,H.,《捕食者-猎物模型中不同形状的IV型功能反应》,理论生物学杂志,505(2020)·Zbl 1455.92124号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2020.110419
[19] Antwi-Fordjour,K。;帕沙德·R·D。;Beaurered,M.A.,具有广义Holling型功能反应和相互干扰的捕食动物动力学.prey模型,数学生物科学,326(2020)·Zbl 1450.34030号
[20] 谢毅。;王,Z。;B·孟。;黄,X.,具有Holling III型功能反应和不连续收获的分数阶捕食模型的动力学分析,应用数学快报,106(2020)·Zbl 1441.34065号 ·doi:10.1016/j.aml.2020.106342
[21] 黄,C。;张,H。;曹,J。;Hu,H.,捕食者疾病时滞捕食模型的稳定性和Hopf分支,国际分叉与混沌杂志,29,7(2019)·Zbl 1425.34093号 ·doi:10.1142/s021812741950913
[22] Alam,S。;阿巴斯,S。;Nieto,J.J.,时间尺度上具有非线性类型猎物捕获的非自治leslie幂捕食者-食饵模型的周期解,微分方程和动力系统,27,4,357-367(2019)·Zbl 1431.34097号 ·doi:10.1007/s12591-015-0267-5
[23] Sarkar,K。;Khajanchi,S.,捕食者-食饵相互作用模型中恐惧效应对猎物生长的影响,生态复杂性,42(2020)
[24] Rebelo,C。;Soresina,C.,具有Allee效应的季节变化捕食者-食饵系统的共存,非线性分析:现实世界应用,55(2020)·Zbl 1453.92259号
[25] Khajanchi,S。;Banerjee,S.,恒定食饵避难所在具有比率依赖功能反应的阶段结构捕食者-食饵模型中的作用,非线性分析:真实世界应用,314193-198(2017)·Zbl 1426.34098号
[26] Aiello,W.G。;弗里德曼,H.I。;Wu,J.,用状态相关时滞表示阶段结构人口增长模型的分析,SIAM应用数学杂志,52,3,855-869(1992)·Zbl 0760.92018号 ·doi:10.1137/0152048
[27] Kon,R。;Saito,Y。;Takeuchi,Y.,《单物种阶段结构模型的持久性》,《数学生物学杂志》,48,5,515-528(2004)·Zbl 1057.92043号 ·doi:10.1007/s00285-003-0239-1
[28] Khajanchi,S.,层层食指型阶段结构捕食者-食饵模型的动力学行为,应用数学与计算,244344-360(2014)·Zbl 1335.92080号 ·doi:10.1016/j.amc.2014.06.109
[29] 坎特雷尔,R.S。;Cosner,C.,关于具有Beddington-DeAngelis函数响应的捕食者-猎物模型的动力学,数学分析与应用杂志,257,1206-222(2001)·Zbl 0991.34046号 ·doi:10.1006/jmaa.2000.7343
[30] Khajanchi,S.,《神经胶质瘤免疫监测动力学建模》,混沌、孤子与分形,114(2018)·兹比尔1415.92102
[31] 刘,S。;Beretta,E.,Beddington-DeAngelis型阶段结构捕食者-食饵模型,SIAM应用数学杂志,66,4,1101-1129(2006)·Zbl 1110.34059号 ·数字对象标识代码:10.1137/050630003
[32] 哈扬奇,S。;Nieto,J.J.,肿瘤免疫竞争系统的数学建模,考虑时间延迟的作用,应用数学与计算,340(2019)·Zbl 1428.92039号
[33] Khajanchi,S.,延迟肿瘤免疫相互作用模型的混沌动力学,国际生物数学杂志,13,2(2020)·Zbl 1442.34130号 ·doi:10.1142/s1793524520500096
[34] Misra,A.K。;辛格,R.K。;Tiwari,P.K。;哈扬奇,S。;Kang,Y.,《藻类开花动力学:预算分配和时间延迟的影响》,非线性动力学,100(2020)·Zbl 1459.92161号
[35] Khajanchi,S.,肿瘤生长延迟数学模型的分岔分析,混沌、孤子与分形,77,264(2015)·Zbl 1353.92054号 ·doi:10.1016/j.chaos.2015.06.001
[36] 徐,S.-B。;黄,T.-W。;Kuang,Y.,Michaelis-Menten型比率依赖捕食者-食饵系统的全球分析,数学生物学杂志,42,6,489-506(2001)·Zbl 0984.92035号 ·doi:10.1007/s002850100079
[37] Chen,L。;陈,F。;Chen,L.,带有Holling II型功能性反应的捕食者-食饵模型的定性分析,包括恒定的猎物避难所,非线性分析:真实世界应用,11,1,246-252(2010)·Zbl 1186.34062号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2008.10.056
[38] Khajanchi,S.,用Monod-Haldane型响应函数对阶段结构捕食-被捕食系统动力学建模,应用数学与计算,302122(2017)·Zbl 1411.34101号 ·doi:10.1016/j.amc.2017.01.019
[39] 李,H。;Takeuchi,Y.,具有Beddington-DeAngelis功能反应的密度依赖型捕食者-食饵系统动力学,数学分析与应用杂志,374,2,644-654(2011)·Zbl 1213.34097号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2010.08.029
[40] Khajanchi,S.,最优治疗下胶质瘤-免疫相互作用数学模型的稳定性分析,国际非线性科学与数值模拟杂志,20,3-4,269-285(2019)·Zbl 1464.92129号 ·doi:10.1515/ijnsns-2017-0206
[41] 古根海默,J。;Holmes,P.,非线性振荡、动力系统和向量场的分岔,应用数学与科学,42(1983)·Zbl 0515.34001号
[42] 哈扬奇,S。;Baneerjee,S.,脑肿瘤多重延迟和免疫系统与T11靶结构相互作用的影响,作为有效刺激物,数学生物科学,302(2018)·Zbl 1400.92264号
[43] 桑巴斯,M。;Balachandran,K。;Suvinthra,M.,具有双曲死亡率的扩散捕食者-食饵模型的稳定性和Hopf分支,复杂性,21,S1,34-43(2016)·Zbl 1349.92132号 ·doi:10.1002/cplx.21708
[44] 罗森茨威格,M.L.,《浓缩悖论:生态时代开发生态系统的不稳定》,《科学》,171,3969,385-387(1971)·doi:10.1126/science.171.3969.385
[45] 吉尔平,M.E。;Rosenzweig,M.L.,《强化捕食者-食饵系统:理论稳定性》,《科学》,177,4052,902-904(1972)·doi:10.1126/science.177.4052.902
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。