Leslie's prey-predator model in discrete time
考虑离散时间的Leslie食饵-捕食模型。该模型由依赖于五个参数的非线性演化算子给出。我们证明了该算子有两个不动点,并根据参数定义了每个不动点的类型。找到了演化算子的两个不变集,研究了演化算子在每个不变集上生成的动力系统。根据参数,我们分类的动态之间的捕食者和猎物的莱斯利的模型。
2020-01-06 math.DS
Modelling and analysis of a modified May-Holling-Tanner predator-prey model with Allee effect in the prey and an alternative food source for the predator
在本研究中,我们已经修改了传统的May-Holling-Tanner捕食者-食饵模型用于代表最小的黄鼠狼和田鼠种群之间的相互作用,通过添加一个Allee效应(强和弱)的田鼠种群和替代食物来源的黄鼠狼种群。结果表明,在第一象限中出现了新的平衡点,这与原May-Holling-Tanner捕食者-食饵相互作用动力学模型不同.此外,当Allee效应(强和弱)作用于食饵时,模型允许两个种群同时灭绝,而当捕食者有替代食物源时,模型可以同时支持种群共存、食饵灭绝以及种群共存和振荡.此外,我们使用数值模拟来说明的影响,改变捕食率和捕食者的内禀增长率对吸引区域的稳定平衡点或稳定极限环在第一象限。这些模拟表明,稳定的捕食者和猎物种群和/或振荡的这两个物种随着时间的推移。
2020-10-22 math.DS
Stability analysis of a modified Leslie-Gower predation model with weak Allee effect on the prey
本文研究了一类具有双曲功能反应和弱Allee效应的Leslie-Gower捕食-食饵模型。结果表明,该模型支持捕食者和被捕食者种群的共存和振荡。我们还确定了参数空间中不同类型的分支,如鞍结分支,Hopf分支和Bogdanov-Takens分支的区域。
2021-12-28 math.DS
Dynamics of a Leslie-Gower type predator-prey system with herd behavior and constant harvesting in prey
本文研究带食饵群集行为与常数收获的Leslie-Gower型捕食者-食饵系统动力学,发现二者共同作用可引发多种高阶分岔,揭示其对系统动力学的强影响及生态与经济意义。
2023-11-05 math.DS
A Holling's predator-prey model with handling and searching predators
本文的目的是解释如何推导出经典的Rosenzweig-MacArthur模型,通过使用两组捕食者的模型,我们可以分离的重要动态和消耗的猎物来描述捕食者的行为。如果我们想给捕食者种群增加一个年龄或大小结构,这将特别方便。正如Holling所提到的(没有数学模型),我们将捕食者群体分为搜索型和处理型捕食者。本文研究了该模型的一些性质,并通过适当的重调用证明了该模型收敛于经典的Rosenzweig-MacArthur模型。通过使用数值模拟观察到这种收敛特性。
2020-01-31 math.DS
Analysis of a Leslie-Gower predator-prey model with Allee effect and fear effect
本文研究了一类具有Allee效应和恐惧效应的Leslie-Gower捕食-食饵模型的动力学行为。首先,我们使用Blow-Up方法来探讨原点的稳定性。分析了系统非负平衡点的局部稳定性。以捕食者的增长率为Hopf分岔参数。并给出了模型发生Hopf分支的条件。用计算第一李雅普诺夫系数的方法讨论了弱中心附近的Hopf分岔方向。
2023-03-30 math.DS
A modified May-Holling-Tanner predator-prey model with multiple Allee effects on the prey and an alternative food source for the predator
研究了一类具有Holling Ⅰ型功能性反应的捕食者-食饵模型,该模型中捕食者具有替代食物源,食饵具有多重Allee效应.我们证明了该模型在第一象限最多有两个平衡点,其中一个总是鞍点,而另一个可以是排斥子或吸引子。而且,总有一个稳定的平衡点对应于捕食者种群的持续生存和被捕食者种群的灭绝。此外,我们还证明了当参数变化时,模型会出现各种不同的分岔,如鞍结分岔、Hopf分岔、Bogadonov-Takens分岔和同宿分岔。我们使用数值模拟来说明改变捕食率,或非肥沃的猎物人口,和替代食物来源的比例上的吸引力的稳定平衡点在第一象限(当它存在时)的盆地的影响。特别地,我们还表明,当我们减少模型中的依赖时,第一象限中的稳定正平衡点的吸引区域更大。
2020-02-20 math.DS
Two delays induce Hopf bifurcation and double Hopf bifurcation in a diffusive Leslie-Gower predator-prey system
研究了一类修正的具有双时滞和扩散的Leslie-Gower捕食-食饵系统的动力学性质。通过计算稳定性开关曲线,研究了双时滞参数平面上正平衡点的稳定性以及Hopf分支和双Hopf分支的存在性.以两个时滞为分岔参数,导出了双Hopf歧点附近中心流形上的规范形,并给出了临界点附近的开折。最后,我们得到了双Hopf歧点附近的复动力学,包括2-环面上的拟周期解、3-环面上的拟周期解以及奇异吸引子的存在性.
2018-12-07 math.DS
Bifurcations of a predator-prey system with cooperative hunting and Holling III functional response
本文研究了一类捕食者之间具有合作捕食和Holling Ⅲ功能反应的Gause型捕食-食饵系统的动力学。数值结果表明,除了某些特殊参数值下的同宿分岔外,系统还表现出鞍结分岔和Hopf分岔。我们的结果表明,存在一个重数为3的弱焦点和一个具有双零特征值的退化平衡(即,当适当地扰动分岔参数时,系统会出现各种分岔,如退化边界平衡点处的跨临界分岔和叉状分岔,退化正平衡点处的鞍结分岔和Bogdanov-Takens分岔,以及弱焦点附近的Hopf分岔.比较研究表明,捕食者之间的合作狩猎系统的动态比没有合作狩猎系统的动态更丰富,更复杂。分析结果表明,适当的捕食者合作狩猎强度有利于捕食者的持续生存和生态系统的多样性。
2021-11-26 math.DS
Turing patterns in a diffusive Holling-Tanner predator-prey model with an alternative food source for the predator
本文研究了捕食者-被捕食者增长率为Logistic型、捕食者具有Holling Ⅱ型功能反应和食物来源为替代的时间和时空修正的Holling-Tanner捕食者-被捕食者模型.从我们的时间模型的结果,我们确定在参数空间中的图灵不稳定性的时空模型的预期区域,我们显示的图灵不稳定性导致时空周期解的数值证据。随后,我们分析了这些不稳定性。我们使用模拟来说明的时间和时空模型的行为。
2019-12-14 math.DS nlin.AO
Dynamics of a modified Leslie-Gower predator-prey model with Allee effect on the prey and a generalist predator
研究了一类具有Holling Ⅱ型功能反应、Allee效应和捕食者通吃的捕食者-食饵模型。结果表明,强Allee效应下的模型在第一象限最多有两个正平衡点,其中一个总是鞍点,另一个由于平衡点可能是稳定的或不稳定的而表现出多稳定性现象.而弱Allee效应模型在第一象限最多有三个正平衡点,其中一个总是鞍点,另外两个可以是稳定或不稳定的节点。此外,当参数在系统参数的一个小邻域内变化时,模型会发生不同的分支,例如鞍结分支、霍普夫分支和博加多诺夫-塔肯斯分支。此外,还通过数值模拟研究了Allee效应和捕食者替代食物源对正平衡点稳定性的影响.
2020-09-06 math.DS
Dynamics and Control of Additional Food Provided Prey-Predator Systems exhibiting Holling Type-III Functional Response and Intra-specific Competition among Predators
本研究建立具有Holling III型功能反应和捕食者种内竞争的额外食物供给捕食者-猎物模型,分析其动力学、分岔及时间最优控制,揭示额外食物与种内竞争在害虫生物防治中的关键作用。
2025-04-25 math.DS
Global Dynamics and Time-Optimal Control Studies for Additional Food provided Holling Type-III Mutually Interfering Prey-Predator Systems with Applications to Pest Management
本文研究提供额外食物的 Holling III 型相互干扰猎物-捕食者系统,通过平衡点、全局稳定性分析及以食物质量和数量为参数的时间最优控制,证明合适额外食物可使系统达到猎物消除状态。
2024-06-08 math.DS
A Holling-Tanner predator-prey model with strong Allee effect
我们分析了一个修改后的Holling-Tanner捕食者-被捕食模型,其中捕食功能反应是Holling II型,我们将一个强大的Allee效应与猎物物种的生产。该分析补充了Saez和Gonzalez-Olivares(SIAM J. Appl. Math. 59 1867-1878,1999)以及Arancibia-Ibarra和Gonzalez-Olivares(Proc. CMMSE 2015 130-141,2015)先前文章的结果,讨论了包含弱Allee效应的Holling-Tanner模型。扩展的模型具有丰富的动态,我们证明了存在的分离相平面分离盆的吸引力有关的共存和灭绝的物种。我们还证明了退化形成极限环的同宿曲线的存在性,并讨论了许多潜在的分叉,如鞍结,霍普夫和Bogadonov-Takens分叉。
2019-05-01 math.CA math.DS
The Basins of Attraction in a Modified May-Holling-Tanner Predator-Prey Model with Allee Effect
本文分析了一个修正的May-Holling-Tanner捕食-食饵模型,该模型考虑了Allee效应和捕食者的替代食物源。此外,捕食功能反应或捕食消耗率是线性的。扩展的模型具有丰富的动态,我们证明了分离的相平面分离盆的吸引力的振荡,共存和灭绝的捕食者-食饵人口的存在性。我们还证明了退化形成极限环的同宿曲线的存在性,并讨论了许多潜在的分叉,如鞍结,霍普夫和Bogadonov-Takens分叉。我们使用模拟来说明模型的行为。
2019-03-21 math.CA math.DS
Dynamics of a predator-prey model with generalized Holling type functional response and mutual interference
相互干扰和猎物避难所是捕食者-猎物动力学的重要驱动因素。相互干扰的“指数”或程度在理论生态学中一直备受争议。本文研究了一类具有广义Holling型功能反应的捕食-食饵模型中相互干扰指数的相互作用。我们调查系统的稳定性,并推导出鞍结和Hopf分岔发生的条件。对于该模型,还得到了食饵种群灭绝的一个充分条件.此外,我们调查的猎物避难所对模型的种群动力学的影响,并推导出的猎物避难所,将产生持久性的人口的条件。我们通过数值模拟提供了额外的验证我们的分析结果。我们的研究结果与Gauss G. F(1934),这表明捕食者和猎物种群的灭绝是可能的在一个有限的时间段内-但引入避难所可以有效地导致持久性。
2020-03-05 math.DS q-bio.PE
Global dynamics and integrability of a Leslie-Gower predator-prey model with linear functional response and generalist predator
本文研究了具有线性功能反应和泛化捕食者的Leslie-Gower捕食-食饵模型,通过拓扑等价多项式系统证明其不具备Liouvillian和Darboux可积性,并利用Poincaré紧致化方法刻画了该模型在Poincaré圆盘上的全局动力学,得到两种不同的拓扑相图。
2024-10-14 math.DS nlin.CD
Normal form for singular Bautin bifurcation in a slow-fast system with Holling type III functional response
本文针对第一Lyapunov系数为零的情形,研究带弱Allee效应和Holling III型功能反应的快慢捕食者-猎物系统,推导第二Lyapunov系数解析表达式与余维2奇异Bautin分岔规范形,揭示多种复杂动力学并通过数值模拟验证。
2023-07-22 math.DS
Role of Intra-specific Competition and Additional Food on Prey-Predator Systems exhibiting Holling Type-IV Functional Response
本文研究具有Holling IV型功能反应和捕食者种内竞争的额外食物捕食-被捕食模型,分析平衡点稳定性、余维1和2分岔及全局动力学,并利用Pontryagin最大值原理刻画额外食物质量与数量的时间最优控制策略,为害虫管理提供理论依据。
2025-04-12 math.DS math.OC
Stability and bifurcation in a reaction-diffusion-advection predator-prey model
研究一类具有Holling Ⅱ型捕食者功能反应的反应扩散平流捕食模型.当扩散率和平流率较大时,我们证明了正稳态的稳定性/不稳定性和Hopf分岔的存在性。此外,我们表明,平流率不仅可以影响Hopf分支的发生,但也Hopf分支的值。
2022-12-08 math.DS
Dynamics of a Predator-Prey Model with Allee Effect and Interspecific Competition
本文研究了包含阿莱效应和种间竞争的Lotka-Volterra模型的动力学特性,分析了不同参数条件下边界平衡点和内部平衡点的存在性及稳定性。
2026-04-09 math.DS
Spatial nonhomogeneous periodic solutions induced by nonlocal prey competition in a diffusive predator-prey model
研究了一类具有非局部食饵竞争和无流边界条件的Holling-Tanner捕食-食饵扩散模型.我们证明了空间非齐次周期解的存在性,这是由非局部食饵竞争引起的。特别地,当给定的参数通过某些临界值时,常值正平衡态会通过Hopf分支而失去稳定性,而在这些临界值附近的分支周期解可以是空间非齐次的且轨道渐近稳定的.这一现象与无非局部效应的模型不同。
2018-01-16 math.DS
Predator Prey Scavenger Model using Holling's Functional Response of Type III and Physics-Informed Deep Neural Networks
Indian Institute of Science(印度科学学院);Delhi Technological University(德里理工大学)
本文提出捕食者-猎物-食腐动物模型,采用Holling III型功能反应,并使用物理信息深度神经网络与BFGS算法结合American forest数据集进行参数估计与稳定性分析。
2024-12-24 cs.LG math.DS
Persistence in seasonally varying predator-prey systems with Allee effect
研究了一类食饵增长具有Allee效应的广义季节变化捕食模型。分析仅进行的基础上的一些属性确定的形状的猎物的生长速率和营养相互作用的功能。共存的一般条件确定,无论是在弱和强Allee效应的情况下。最后,研究了一个修正的具有Allee效应的Leslie-Gower捕食-食饵模型.数值结果说明了系统的定性行为,特别是周期轨道的存在。
2019-09-05 math.DS
Stability of steady state solutions in a predator-prey model with density-dependent diffusion
在这篇文章中,我们提出了一个特定的空间扩展的Rosenzweig-MacArthur模型的捕食者和猎物的解决方案的研究。这里提出的分析表明,正稳态解出现通过跨临界分岔机制,根据从以前的数值和分析结果获得的见解。在所讨论的模型中,猎物被假定为通过密度依赖扩散避开人群,并结合了避难区的存在,在那里捕食者不能消耗猎物。在猎物消费饱和也包括通过Holling II型功能反应。
2021-03-12 math.DS
On the stability of fractional order Leslie-Gower type model with non-monotone functional response of intermediate predator
针对含简化 Holling IV 型功能反应的分数阶三物种 Leslie-Gower 食物链模型,证明解的性质与平衡点稳定性,并通过数值仿真揭示阶数增大可诱发混沌。
2024-01-27 math.DS
Uniform persistence in a prey-predator model with a diseased predator
根据已建立的持久性的数学方法及其最近的发展,我们给出了一个严格的理论解释的数值结果,获得了一定的食饵-捕食模型的功能反应Holling II型配备了一种传染病的捕食者人口。该证明依赖于一些排斥条件,这些排斥条件可以以迭代的方式应用于边界的适当分解。一个完整的稳定性分析的发展,显示如何“入侵条件”的疾病是派生的。一些反例和可能的进一步调查进行了讨论。
2019-01-21 math.DS
Estimates of size of cycle in a predator-prey system
我们考虑一个Rosenzweig-MacArthur捕食-被捕食系统,该系统在没有捕食者的情况下,被捕食者的逻辑增长和捕食者与被捕食者之间的Holling Ⅱ型功能反应.我们假设参数取值范围内,保证所有的解决方案往往是一个独特的极限环,并证明估计的最大和最小的捕食者和被捕食者的人口密度的这个周期。我们的估计是模型参数的简单函数,并持有的情况下,当周期表现出小的捕食者和猎物的丰度和大的振幅。证明包括几个李雅普诺夫型函数的建设和推导出大量的非平凡的估计,这也是独立的利益。
2017-02-14 math.DS
Effects and biological consequences of the predator-mediated apparent competition I: ODE models
本文基于两种猎物与一种捕食者且含Holling I和II型功能反应的ODE模型,研究捕食者介导的表观竞争,发现入侵成败和竞争效应取决于入侵猎物初始生物量、捕获率及捕食者死亡率。
2025-02-01 math.AP math.DS q-bio.PE
Global bifurcations of limit cycles in a Holling-type dynamical system
在本文中,我们完成了一个四次家庭的平面向量场对应的有理Holling型动力系统,模型的捕食者和他们的猎物在一个给定的生态或生物医学系统的种群动力学的全局定性分析。特别地,通过对全局分支的研究,我们证明了这样一个系统在一个奇点周围最多可以有两个极限环。
2015-07-27 math.CA math.DS
Chaos synchronization: Using prey abundance to synchronize two chaotic GLV models
研究了由一个食饵和两个捕食者组成的广义Lotka-Volterra(GLV)模型下两个混沌食物网的同步问题。首先,我们研究了三种功能响应(线性,Holling II型和Holling III型)对系统动力学的影响。在这项研究中,我们考虑了由混沌振荡组成的线性泛函响应模型,并应用控制器来稳定其不稳定的不动点。这项研究有助于理解如何应用混沌生态模型来预测种群的竞争物种在一个栖息地使用信息相似的人口在另一个系统。要做到这一点,我们配置了一个驱动响应系统,猎物作为驱动变量和捕食者只依赖于猎物。我们使用主动和自适应控制方法来同步两个耦合GLV模型,并通过数值模拟验证分析结果。
2023-01-09 math.DS nlin.CD
Multiple Limit Cycles and Heteroclinic Loops in a Predator-prey System with Allee Effects in Prey
猎物中强和弱Allee效应之间的过渡提供了一个简单的生态系统转变。环境恶化会使弱的Allee效应变为强的Allee效应。在本文中,我们研究了Holling IV型功能反应与强和弱Allee效应之间的相互作用。本文研究的模型具有复杂的动力学和高余维分岔。特别地,对余维为3的幂零尖分支、幂零鞍分支和退化Hopf分支进行了全面的分析,并证明了同宿环和异宿环的存在性。值得注意的是,这是第一次发现三个极限环的捕食-食饵模型与Allee效应。结果表明,强Allee效应会破坏种群动态的稳定性,引起更多的政权转移,降低两个物种的建立可能性,增加生态系统崩溃的脆弱性,而弱Allee效应则会促进捕食者和被捕食者之间的持续振荡。该理论为理解自然系统中捕食者-被捕食者相互作用和物种多样性提供了坚实的基础。
2020-07-14 math.DS
Dynamics of a diffusive predator-prey system with fear effect in advective environments
本文研究平流环境中带恐惧效应的扩散捕食者-被捕食者系统,以时滞为分岔参数分析空间Hopf分岔的方向与稳定性,并比较线性与Holling-II型功能反应对动力学的影响。
2023-12-01 math.DS
Complex dynamics of a predator-prey model with constant-yield prey harvesting and Allee effect in predator
本文研究了捕食者具有Allee效应且受常数捕获的Holling type I Leslie-Gower捕食者-猎物模型的动力学行为,揭示了其三类平衡点、鞍结分岔、Hopf分岔及余维2的Bogdanov-Takens分岔条件。
2025-04-01 math.DS
Singular bifurcations in a modified Leslie-Gower model
研究具弱Allee效应的Leslie-Gower捕食系统,通过引入小时间尺度参数构建慢-快系统,利用吹胀法严格分析了由退化超越临界分岔组织的退化情形,并确定了奇异Hopf分岔的临界性,数值与解析证实了Takens-Bogdanov点的存在。
2025-03-05 math.DS nlin.CD
Complex dynamics generated by negative and positive feedback delays of a prey-predator system with prey refuge: Hopf bifurcation to Chaos
各种野外和实验室实验表明,猎物避难所在捕食-被捕食动态的稳定性中起着重要的作用。另一方面,理论研究表明时滞系统比非时滞系统具有更真实的动力学特性。本文研究了一类具有避难所的多时滞食饵-捕食模型。我们考虑修改后的Holling II型响应函数,其中包括食饵避难所的影响,然后在模型系统中引入两个离散时滞。在Logistic食饵增长率中考虑一个负反馈时滞来表示密度依赖反馈机制,考虑一个正反馈时滞来表示捕食者的妊娠时间.我们的研究表明,该系统表现出不同的动力学行为,即,根据延迟参数的取值和猎物的避难程度,系统将出现稳定共存、周期共存或混沌。对于一个固定值的猎物避难所的两个延迟之间的相互作用也已确定。注意到这些延迟以互补的方式起作用。另外,利用规范形理论和中心流形的方法,我们得到了确定分支方向、分支周期解的稳定性等性质的显式公式.
2016-08-25 math.DS
A study on a class of predator-prey models with Allee effect
本文研究了受常数捕获且具 Allee 效应的 Holling type I Leslie-Gower 捕食者-猎物模型的动力学行为,分析了多种平衡点及鞍结分岔和 Hopf 分岔条件,并证明了系统在尖点附近发生余维 2 Bogdanov-Takens 分岔。
2025-03-31 math.DS
A note on a prey-predator model with constant-effort harvesting
研究了一类基于经典Lotka-Volterra系统的具有Leslie-Gower和Holling IV格式和常数收获的食饵-捕食者模型.我们的目标是双重的:介绍了Cheng和Zhang在2021年提出的模型,指出了一些不一致之处;分析了模型的平衡点的数量和类型。最后,我们证明了有意义的平衡点的稳定性,根据特征值的分布。
2022-02-10 math.DS q-bio.PE
Global Dynamics of a Predator-Prey Model with State-Dependent Maturation-Delay
本文建立并分析了一类具有一般非线性功能反应的阶段结构捕食者-食饵模型。状态依赖时滞(state-dependent time delay,SDTD)是指捕食者从出生到成熟所需的时间,它是关于成熟捕食者数量的单调递增、连续可微、有界函数。该模型与以往的SDTD模型有很大的不同,在这个意义上,延迟对时间的导数涉及到模型。首先,我们已经证明,对于一大类常用的功能反应类型,包括Holling I型,II型和III型,Beddington-DeAngelis型,(以下简称BD型)等,捕食者与食饵永久共存当且仅当捕食者的净再生数大于一个单位;其次,讨论了该模型平衡点的局部稳定性;最后,对于BD型功能性反应的特殊情形,我们证明了如果系统是永久的,即SDTD对状态的导数足够小,捕食者干扰足够大,则共存平衡点是全局渐近稳定的.
2021-06-17 math.DS
Analytical detection of stationary and dynamic patterns in a prey-predator model with reproductive Allee effect in prey growth
本文研究含生殖Allee效应与Beddington-DeAngelis功能反应的猎物-捕食者模型,通过分岔分析和数值模拟揭示静止、局部化及行波、混沌等动态模式的形成机制。
2023-02-06 math.DS
Hierarchical Model with Allee Effect, Immigration, and Holling Type II Functional Response
在本文中,我们讨论了一个层次模型的基础上,Ricker竞争模型。被认为是竞争资源的物种,可能会受到一个Allee效应,由于配偶限制,反捕食者警惕或侵略,合作捕食或资源防御,或社会温度调节。这些物种可以分为更优势种〈动〉<动>和不那么优势或"懦弱”的物种,或者只是作为捕食者和猎物。正在考虑的模型也有组件考虑到移民在这两个物种和一个更结构化的Holling II型功能性反应。局部和全局稳定性分析进行了讨论,并提供了模拟。我们还考虑人口统计随机性的物种由于环境波动的形式的维纳过程,我们表明,有条件下,存在一个全球性的解决方案,存在固定的分布,和强持久性的平均物种是可能的。我们还使用Wasserstein距离来证明随机性可以作为分歧参数。
2023-02-03 math.DS q-bio.PE
Structural sensitivity in the functional responses of predator-prey models
在数学建模中,通常可以使用几种不同的函数形式来同样好地拟合数据集,特别是当数据稀疏时。在这种情况下,这些数学上不同但看起来相似的函数形式通常被认为是可互换的。然而,最近的工作表明,类似的功能反应可能会导致显着不同的歧点的Rosenzweig-MacArthur捕食系统。由于分叉行为包括不稳定振荡,预测这种行为的发生显然是重要的。从理论上讲,不同的分叉行为意味着可以从模型中获得不同的预测。这些预测的范围可以从两个物种的稳定共存到灭绝,因此获得更准确的预测对自然资源保护主义者来说显然也很重要。在数学上,给出类似功能响应的分叉结构的这种差异称为结构灵敏度。我们扩展了现有的工作,发现Leslie-Gower-May捕食-被捕食系统在结构上也对功能反应敏感。使用Rosenzweig-MacArthur和Leslie-Gower-May模型,我们的目标是确定是否有某种方法可以获得数据的功能描述,从而使我们的模型在结构上不敏感。我们首先添加随机性的功能性反应,并发现更好的相似性所产生的分歧结构实现。然后,我们使用两种不同的方法来分析功能响应,以确定每个功能的哪一部分对所观察到的分叉行为贡献最大。我们发现,猎物密度周围的共存稳定状态是最重要的功能性反应的定义。最后,我们提出了一个程序,生态学家和数学建模,以提高模型预测的准确性捕食系统。
2022-05-30 math.DS q-bio.PE
Isola and mushroom dynamics of limit cycles and bifurcations in a predator-prey system with additive Allee effect
该研究结合解析与数值方法分析含加性 Allee 效应及广义 Holling IV 响应的捕食系统,揭示多种高阶分岔及极限环 isola、蘑菇结构,并阐明 Allee 强度对灭绝与共存的影响。
2023-11-03 math.DS
Stability of a Delayed Predator-Prey Model for Puma Concolor
本研究构建了带时滞的美洲狮-猎物数学模型,推导了正平衡点绝对稳定性条件与唯一最大解的存在性,并通过数值模拟验证定理,探究移除部分捕食者或猎物的影响。
2024-08-17 math.DS q-bio.PE
Repulsive chemotaxis and predator evasion in predator prey models with diffusion and prey taxis
研究了扩散型捕食模型中化学信号在捕食者逃逸中的作用,模型A考虑了捕食者的趋食性,模型B考虑了捕食者的趋食性,趋食性强度系数分别为$χ$和$ξ$.在模型的动力学部分,假设猎物的消耗率包括Holling,Bedington-DeAngelis或Crowley-Martin的功能反应。在空间维数n=1时,证明了模型A和模型B对任意$n\geq 1$都存在整体时间经典解. Crowley-Martin响应与信号产生的有界速率相结合,排除了$n\leq 3$模型A中解的爆破。研究了常微分方程和纯扩散模型稳定的常数共存定态的局部和全局稳定性,以及当$χ$超过某个临界值时模型B的Hopf分支机制.在模型A中,当$χ$和$ξ$足够大时,食饵的趋食性可能破坏共存稳态.数值模拟描述了两个模型的复杂时空模式的出现,并表明存在模型A的解,该解在有限时间内爆破$n=2$
2021-07-04 math.AP math.DS
A Study on the Specialist Predator with the Allee Effect on the Prey
本文提出一种新的表示 Allee 效应的函数,从生态学角度论证其合理性,并分析了结合 Holling I 型和 II 型功能反应的捕食者-猎物模型,发现该函数能引发包括 Hopf 分岔产生极限环在内的丰富动力学特性。
2025-03-03 math.DS q-bio.PE
Time-dependent localized patterns in a predator-prey model
本文用数值延拓研究 Leslie--Gower 型捕食-食饵反应-扩散模型,揭示两种情形下时间依赖局域模式的分岔机制与蛇形分支拉链合并新机制。
2024-03-23 math.DS
Exploring unique dynamics in a predator-prey model with generalist predator and group defence in prey
本研究提出一个具有泛化捕食者和猎物群体防御的捕食者-猎物模型,发现有限时间爆破与淬灭现象,并证明两者时间相同,同时通过数值分析揭示丰富的分岔和极限环,最后提出延迟版本模型以保证全局解存在。
2023-06-14 math.AP math.DS q-bio.PE
Deterministic and Stochastic Studies on Additional Food Provided Prey-Predator Systems with Group Defence among Prey and Mutual Interference among Predators
研究提供额外食物的捕食-被捕食模型在猎物群体防御与捕食者相互干扰下的动态,证明全局正解存在性,分析平衡点稳定性与分岔,利用最优控制原理表征额外食物的最优质量与数量,并引入噪声进行随机最优控制研究,为害虫管理提供应用潜力。
2025-04-29 math.DS math.OC
Global Hopf bifurcation and connected components in a delayed predator-prey model
研究具有 Holling type II 功能性反应的时滞捕食-食饵系统,利用局部和全局 Hopf 分岔理论证明时滞参数变化下分岔序列的存在性与连通分支嵌套结构,并揭示时滞在低环境容纳量下诱发振荡共存的反直觉生物学现象。
2025-09-12 math.CA math.DS
Unveiling the dynamics of canard cycles and global behaviour in a singularly perturbed predator-prey system with Allee effect in predator
本研究通过数学分析揭示具有捕食者Allee效应的慢快Leslie-Gower模型的丰富动力学,包括canard环、分岔及全局稳定性,并验证了不同初始条件下的共存或灭绝模式。
2023-06-23 math.DS q-bio.PE
Inhomogeneous spatial patterns in diffusive predator-prey system with spatial memory and predator-taxis
本文考虑一类具有空间记忆和捕食者趋性的扩散捕食系统。由于该系统的记忆时滞出现在扩散项中,且扩散项是非线性的,因此时滞反应扩散系统的Hopf分支的经典标准形不能应用于该系统。因此,在本文中,我们首先推导出一个算法计算的标准形的霍普夫分支系统。然后,为了说明我们的新开发的算法的有效性,我们考虑了具有空间记忆和捕食者趋性的扩散Holling-Tanner模型。研究了该模型的稳定性和Hopf分支分析,并利用我们提出的计算Hopf分支规范形的新算法研究了Hopf分支周期解的方向和稳定性。最后,我们进行了数值模拟,得到了对应于模式1和模式2 Hopf分岔的两个稳定的空间非齐次周期解,验证了我们的理论分析结果。
2022-01-04 cs.NA math.DS math.NA
Analysis of a functional response with prey-density dependent handling time from an evolutionary perspective
理论模型表明,在一个非恒定的环境中,两个捕食者的物种喂养一个和相同的猎物可能共存,因为这两个物种占据不同的时间生态位:一个具有较长的处理时间具有优势时,猎物是罕见的,使持有相同的捕获是更好的选择,而具有较短的处理时间的物种具有优势时,猎物是常见的,容易捕捉。在本文中,我们解决的问题是否捕食者物种的处理时间是不固定的,但随着猎物密度的下降可能是选择性优越的,无论猎物是罕见的或常见的,因为这样的捕食者将能够占据时间小生境本身。为此,我们研究了Rosenzweig-MacArthur模型与修改后的Holling II型功能性反应与密度依赖的处理时间和处理时间依赖的转换因子。我们发现,种群动力学往往是丰富的,比标准模型与固定的处理时间,因为多个正平衡点和正吸引子的可能性。增加密度依赖的强度最终会稳定种群。利用自适应动力学的框架,我们研究了密度依赖强度的演化。我们发现,即使是一个弱密度依赖处理时间的捕食者可以入侵单态和二态种群的捕食者固定的处理时间。最终的强度的密度依赖的处理时间演变到一个水平,人口周期丢失,与捕食者共存的可能性。
2021-09-30 math.DS math.PR q-bio.PE
Chaos in a predator-prey-based mathematical model for illicit drug consumption
最近,有人提出了一个描述由吸毒者和非吸毒者组成的人群中非法药物消费的数学模型。该模型描述了人口中的非用户,实验用户,娱乐用户和成瘾用户的动态。这项工作的目的是提出一个修改后的版本,这个模型的类比与经典的捕食者-被捕食者模型,特别是考虑非用户作为猎物和用户作为捕食者。因此,我们的模型包括一个稳定的影响的增长率的猎物,和不稳定的影响的捕食饱和。Verhulst和Holling II型的功能反应已被用于模拟这些影响。为了预测科罗拉多州和华盛顿州的大麻消费量,我们使用Hanley(2013)的数据和遗传算法来校准模型中的参数。假设非使用者的人口与人口统计学成比例地增加,并遵循罗伯特·梅爵士(1976年)的开创性著作,我们使用非使用者的增长率作为主要的分叉参数。对于科罗拉多州,该模型首先表现出一个极限环,这与Hanley(2013)报告的周期数据相当准确。通过进一步提高非用户的增长率,人口就会进入两个混乱区域,其中变量的演变变得不可预测。对于华盛顿州,该模型也表现出一个周期性的解决方案,这再次是在良好的协议与观测数据。在分岔图中同样观察到华盛顿的混沌区域。我们的研究证实,数学模型可以成为更好地了解非法药物消费和指导决策者制定更有效政策以遏制这一流行病的有用工具。
2019-07-29 math.DS nlin.CD