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无菌蚊子饱和释放率蚊子种群模型的分叉分析。 (英语) Zbl 1428.34066号

小结:释放无菌蚊子是一种蚊子控制方法,它使用全区范围的无菌雄性蚊子泛滥释放来减少野外蚊子种群的繁殖。在本文中,我们考虑了一个具有无菌蚊子非线性饱和释放率的蚊子种群模型,并研究了该模型的复杂动力学和分支。结果表明,对于不同的参数值,存在一个重数为3的弱焦点和一个余维为4的幂零尖点,随着参数值的变化,模型表现出余维为3的Hopf分岔和余维为2的Bogdanov-Takens分岔。我们的分析还表明,无菌蚊子存在一个临界释放率系数,高于该系数的蚊子种群可以被消灭,低于该系数的无菌蚊子和野生蚊子以多重周期振荡和一些初始种群的稳定状态共存。通过数值模拟分别证明了同宿环和极限环的共存性、两个极限环的存在性和三个极限环。

MSC公司:

34C60个 常微分方程模型的定性研究与仿真
34C23型 常微分方程的分岔理论
92D25型 人口动态(概述)
34二氧化碳 积分曲线、奇点、常微分方程极限环的拓扑结构
34D20型 常微分方程解的稳定性
34立方37 常微分方程的同宿和异宿解
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全文: 内政部

参考文献:

[1] P.Aguirre、E.Gonza⁄lez-Olivares和E.Sa⁄ez,具有加性Allee效应的Leslie-Gower捕食者-食饵模型的三个极限环,SIAM J.应用。数学。,69(2009),第1244-1262页·Zbl 1184.92046号
[2] L.Alphey,蚊子的基因控制年。昆虫学评论。,59(2014),第205-224页。
[3] R.Anguelov、Y.Dumont和J.Lubuma,无菌昆虫灭蚊技术的数学模型,计算。数学。申请。,64(2012),第374-389页·Zbl 1252.92044号
[4] M.P.Atkinson、Z.Su、N.Alphey、L.S.Alpey、P.G.Coleman和L.M.Wein,一种显性致死遗传系统对蚊媒疾病的控制分析,程序。国家。阿卡德。科学。美国,104(2007),第9540-9545页。
[5] H.J.Barclay,杀虫剂同时释放的无菌昆虫释放方法模型,经济。型号。,11(1980),第167-177页。
[6] H.J.Barclay,害虫控制模型:定期释放无菌害虫和寄生蜂的补充效应,理论。大众。《生物学》,32(1987),第76-89页。
[7] H.J.Barclay和M.Mackauer,用于害虫控制的无菌昆虫释放方法:一个密度依赖模型,环境。昆虫学。,9(1980),第810-817页。
[8] M.Q.Benedict和A.S.Robinson,转基因蚊子的首次释放:无菌昆虫技术的争论,寄生虫趋势。,19(2003),第349-356页。
[9] A.A.Berryman,雄性不育原理的数学描述,可以。昆虫学。,99(1967),第858-865页。
[10] K.W.Blayneha和J.Mohammed-Awel,抗杀虫剂蚊子和疟疾控制,数学。生物科学。,252(2014),第14-26页·Zbl 1354.92058号
[11] C.Boete、F.B.Agusto和R.G.Reeves,交配行为对通过一次性大规模释放转基因蚊子成功控制疟疾的影响,J.Theoret。《生物学》,347(2014),第33-43页·Zbl 1412.92177号
[12] R.I.Bogdanov,特征值为零时平面上奇点的整体变形特鲁迪·塞姆彼得罗夫斯克。Vyp.(类型)。,2(1976年),第37-65页。
[13] L.Cai、S.Ai和J.Li,不同策略释放无菌蚊子的蚊子种群动态,SIAM,J.应用。数学。,75(2014),第1223-1237页·Zbl 1320.34071号
[14] D.O.Carvalho、A.L.Costa-da-Silva和R.S.Lees,利用转基因蚊子株控制媒介传播疾病传播的两步雄性释放策略《热带学报》,132(2014),第S170-S177页。
[15] S.-N.Chow、C.Li和D.Wang,平面向量场的范式与分岔,剑桥大学出版社,英国剑桥,1994年·Zbl 0804.34041号
[16] C.S.科尔曼,希尔伯特的第16个问题:多少个周期?《微分方程模型》,M.Braun,C.S.Coleman,D.Drew,eds.,Springer,纽约,1983年,第279-297页。
[17] C.Dufourd和Y.Dumont,环境因素对蚊虫传播的影响——昆虫无菌技术防治展望,计算。数学。申请。,66(2013),第1695-1715页·Zbl 1345.34105号
[18] Y.Dumont和J.M.Tchuenche,基孔肯雅病不育昆虫技术的数学研究白纹伊蚊,J.Math。《生物学》,65(2012),第809-854页·Zbl 1311.92175号
[19] F.Dumortier、R.Roussarie和J.Sotomayor,平面上向量场的一般三参数族,用幂零线性部分展开奇点。余维3的尖点情形遍历理论动力学。《系统》,7(1987)(3),第375-413页·Zbl 0608.58034号
[20] F.Dumortier、R.Roussarie、J.Sotomayor和K.Zoladek,平面向量场、幂零奇点和阿贝尔积分的分岔,数学课堂笔记。1480年,施普林格,纽约,1991年·Zbl 0755.58002号
[21] V.A.Dyck、J.Hendrichs和A.S.Robinson编辑。,无菌昆虫技术——全区域害虫综合治理的原则和实践2005年,纽约施普林格。
[22] L.Esteva和M.H.Yang,评估无菌昆虫技术控制埃及伊蚊的数学模型,数学。生物科学。,198(2005),第132-147页·兹比尔1090.92048
[23] K.R.Fister和M.McCarthy,通过无菌昆虫释放和栖息地改造优化昆虫控制,数学。生物科学。,244(2013),第201-212页·Zbl 1280.92025
[24] G.Fu、R.S.Lees、D.Nimmo、D.Aw、L.Jin、P.Gray、T.U.Berendonk、H.White-Cooper、S.Scaife、H.Kim Phuc、O.Marinotti、N.Jasinskine、A.A.James和L.Alphey,用于蚊虫控制的女性特异性无飞表型,程序。国家。阿卡德。科学。美国,107(2010),第4550-4554页。
[25] M.Gazor和P.Yu,形式分解方法与参数范式,国际。J.比福尔。Chaos,20(2010),第3487-3415页·Zbl 1208.34046号
[26] M.Gazor和P.Yu,谱序列与参数范式,《微分方程》,252(2013),第1003-1031页·Zbl 1242.34065号
[27] M.Gazor和M.Moazeni,Bogdanov-Takens奇异性的参数正规形;广义鞍节点情形,离散连续。发电机。系统。,35(2015),第205-224页·Zbl 1308.34046号
[28] E.Gonzaílez-Olivares、B.Gonza-lez-Yan͂ez、J.Mena Lorca、A.Rojas-Palma和J.D.Flores,捕食者-食饵模型中双重Allee效应对极限环数的影响,计算。数学。申请。,62(2011),第3449-3463页·Zbl 1236.34067号
[29] J.Huang、Y.Gong和S.Ruan,具有常年捕食者收获的捕食者-食饵模型的分岔分析,离散连续。动态。系统。序列号。B、 18(2013),第2101-2121页·Zbl 1417.34092号
[30] J.Huang、S.Liu、S.Ruan和X.Zhang,具有常年捕食者收获的捕食者-食饵模型中余维3的Bogdanov-Takens分歧、Commun。纯应用程序。分析。,15(2016),第1041-1055页·Zbl 1347.34060号
[31] J.Huang、S.Ruan和J.Song,具有广义HollingⅢ型功能反应的Leslie型捕食者-食饵系统的分支《微分方程》,257(2014),第1721-1752页·Zbl 1326.34082号
[32] E.F.Knipling,通过使用性不育雄性控制或根除昆虫的可能性《经济学杂志》。昆虫学。,48(1955年),第459-462页。
[33] E.S.Krafsur,用于抑制和消灭昆虫种群的无菌昆虫技术:55年和计数《农业杂志》。昆虫学。,15(1998年),第303-317页。
[34] R.S.Lees、J.R.L.Gilles、J.Hendrichs、M.J.B.Vreysen和K.Bourtzis,回到未来:针对蚊媒的无菌昆虫技术,货币。操作。昆虫科学。,10(2015),第156-162页。
[35] M.A.Lewis和P.van den Driesche,无菌昆虫释放造成的灭绝浪潮,数学。生物科学。,116(1993),第221-247页·Zbl 0778.92024号
[36] C.Li、J.Li和Z.Ma,非线性传染病模型的余维3 B-T分支,离散连续。发电机。系统。序列号。B.,20(2015),第1107-1116页·Zbl 1317.34168号
[37] C.李和C.卢梭,具有三个极限环的系统出现在Hopf分岔中并在同宿分岔中消亡:四阶尖点《微分方程》,79(1989),第132-167页·Zbl 0684.34048号
[38] J.Li,野生和转基因蚊子种群相互作用的简单数学模型,数学。生物科学。,189(2004),第39-59页·Zbl 1072.92053号
[39] J.Li、L.Cai和Y.Li,阶段结构的野生和无菌蚊子种群模型及其动力学《生物学杂志》。动态。,11(2017),第79-101页·Zbl 1448.92219号
[40] P.N Okorie、J.M Marshall、O.M Akpa和O.G Ademowo,科学家对尼日利亚可能释放转基因蚊子的看法和建议《疟疾杂志》,13(2014),154。
[41] L.Perko,微分方程与动力系统第三版,施普林格出版社,纽约,2001年·Zbl 0973.34001号
[42] J.H.Werren、L.Baldo和M.E.Clark,沃尔巴奇亚:无脊椎动物生物学的大师级机械手,《国家微生物评论》。,6(2008),第741-751页。
[43] S.M.White、P.Rohani和S.M.Sait,无菌昆虫技术脉冲释放的建模:无菌雄性和转基因雄性的适应成本以及对蚊子动力学的影响,J.应用。经济。,47(2010年),第1329-1339页。
[44] F.拍摄,强迫振荡和分岔,《全球分析应用I》,《公共数学》。国立大学研究所。乌得勒支3,荷兰国立大学数学研究所,1974年,第1-59页。
[45] D.D.Thomas、C.A.Donnelly、R.J.Wood和L.S.Alphey,利用显性、可抑制致死性遗传系统控制昆虫种群《科学》,287(2000),第2474-2476页。
[46] D.Xiao和S.Ruan,具有常速率收获的捕食者-食饵系统的Bogdanov-Takens分支,字段Inst.Commun。,21(1999),第493-506页·Zbl 0917.34029号
[47] P.Yu,用摄动技术计算正规形、J.Sound Vib.、。,211(1998),第19-38页·Zbl 1235.34126号
[48] P.Yu,Hopf和广义Hopf分支的最简正规形式,国际。J.比福尔。《混沌》,9(1999),第1917-1939页·Zbl 1089.37528号
[49] P.Yu和A.Y.L.Leung,Hopf分岔的最简单范式《非线性》,16(2003),第277-300页·Zbl 1086.34033号
[50] Z.Zhang、T.Ding、W.Huang和Z.Dong,微分方程的定性理论,翻译。数学。单声道。101,AMS,普罗维登斯,RI,1992年·Zbl 0779.34001号
[51] H.Zhu、S.A.Campbell和G.S.K.Wolkowicz,一类具有非单调功能反应的捕食系统的分岔分析,SIAM J.应用。数学。,63(2002),第636-682页·Zbl 1036.34049号
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