带L´evy跳的若干随机种群系统动力学分析

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近年来,白噪音扰动的随机种群模型已被广泛研究,并且取得了很多重要成果。然而自然界中种群系统还经常受到一些剧烈冲击,导致种群数量产生急剧跳跃,因此有必要研究跳噪音扰动的种群模型。本文建立了几个由L′evy过程驱动的种群模型,并研究其动力学性质,揭示跳噪音对于种群系统的影响。主要内容如下:  1.带L′evy跳的Gilpin-Ayala模型生存情况和稳定性分析。利用随机分析技巧讨论了系统强平均持久性、灭绝性、随机持久性及指数稳定性,得到了物种强平均持久性和灭绝性的阈值。研究表明白噪音对物种的生存不利,同时如果跳噪音系数为正,则对物种的生存有利,如果跳噪音系数为负,对物种生存不利。  2.带L′evy跳的随机Gilpin-Ayala互惠模型的动力学性质。本文讨论了全局正解的存在唯一性、随机最终有界性和其它一些渐近性质,并给出了每个物种强平均持久、随机持久和系统非持久的充分条件。结果表明白噪音强度很大时,系统会非持久,白噪音强度较小时,可以继续保持持久性;跳噪音既可以使得非持久系统持久,也可以使得持久系统变得非持久。  3.带L′evy跳的随机Gilpin-Ayala非自治竞争模型的动力学性质。本文讨论了全局正解的存在唯一性、随机最终有界性、渐近矩估计和轨道估计,给出了系统随机持久和灭绝的充分条件。结果表明作用在种群相互作用系数上的白噪音对物种的生存影响很小,而作用在内禀增长率上的跳噪音对物种的生存和灭绝起着关键性作用。  4.带L′evy跳的含有两竞争食饵一个捕食者的随机Holling II型捕食者-食饵模型的动力学性质。在证明了系统存在唯一全局正解的基础上,利用一些不等式得到了物种强平均持久和灭绝的充分条件。结果表明若跳噪音系数为正,则对物种的生存有利,如果跳噪音系数为负,则对物种的生存不利。  5.具有Markov转换的带L′evy跳的随机Holling II型捕食者-食饵模型。通过讨论解的渐近性质给出了捕食者和食饵物种强平均持久性和灭绝性的充分条件,同时得到了在捕食者灭亡的条件下,食饵物种生存和灭绝的阈值。结论表明电报噪音和跳噪音对物种的生存情况影响是不同的。
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