具有捕食正效应及常数投放率的捕食-食饵模型分析开题报告

 2024-07-03 17:12:18

1. 本选题研究的目的及意义

捕食-食饵系统是自然界中最为普遍的种间关系之一,对其动力学行为的研究一直是生态学和数学生物学的核心课题。

传统的捕食-食饵模型,如Lotka-Volterra模型,通常假设捕食者的功能反应是单调递增的,即食饵密度越高,捕食者的捕食率越高。

然而,越来越多的研究表明,在许多真实的捕食-食饵系统中,捕食者的捕食率并不总是随着食饵密度的增加而单调增加,而可能在食饵密度达到一定程度后反而下降,这种现象被称为“捕食正效应”。

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2. 本选题国内外研究状况综述

捕食-食饵模型的研究由来已久,Lotka和Volterra在20世纪20年代分别独立提出了经典的Lotka-Volterra模型,为捕食-食饵系统的研究奠定了基础。

自此,大量的研究工作围绕着Lotka-Volterra模型展开,并对其进行了各种扩展和改进。

1. 国内研究现状

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将从以下几个方面展开:
1.模型构建:基于经典的捕食-食饵模型,引入捕食正效应和常数投放率,构建一个新的捕食-食饵模型。


2.平衡点分析:求解模型的平衡点,并分析平衡点的存在性、稳定性和分支行为,探讨捕食正效应和常数投放率对平衡点的影响。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析和数值模拟相结合的方法,并借助数学软件进行辅助分析。


首先,将基于经典的捕食-食饵模型,如Lotka-Volterra模型或Rosenzweig-MacArthur模型,引入捕食正效应和常数投放率,建立一个新的微分方程模型。


其次,利用微分方程理论,对模型进行定性分析,包括求解模型的平衡点,分析平衡点的存在性、稳定性和分支行为,以及探讨极限环的存在性等。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点在于:
1.模型创新:将捕食正效应和常数投放率同时引入到捕食-食饵模型中,构建了一个更符合实际的捕食-食饵模型。


2.理论创新:揭示了捕食正效应和常数投放率对捕食-食饵系统动力学行为的交互影响,例如对系统平衡点、稳定性、分支行为和极限环的影响等。


3.应用创新:为生态系统的管理和保护提供理论指导,例如,如何通过控制投放率来调节捕食-食饵系统的稳定性,以及如何利用捕食正效应来控制有害物种的数量等。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1]方浩,陆征一.一类具有Allee效应的捕食-食饵模型的 Hopf 分支[J].生物数学学报,2018,33(01):12-21.

[2]张晓玲,韩芳,宋新宇.具有恐惧效应和 Beddington-DeAngelis 功能反应的捕食-食饵模型[J].生物数学学报,2022,37(03):502-518.

[3]王艳丽,李善茂,李佳.一类具有 Beddington-DeAngelis 功能反应函数的捕食-食饵模型分析[J].生物数学学报,2020,35(01):140-150.

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