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文档简介

种群的相互竞争模型 1 模型建立 当某个自然的环境中只有一种生物的群体 种群 生存时 我们常用Logistic模型来描述它的数量的演变过程 即 易知 x N是自治系统 1 的稳定的平衡点 它表示当时间t趋于无穷时 x t N 如果一个自然环境中存在两个或两个以上的种群 它们之间的关系食者 也可能毫无关系 前几种情形我们来一一研究它们 最后一种情形不用研究 下面我们种群的相互竞争模型 先研究两个种群的相互竞争模型 模型假设Logistic规律 记 x1 t x2 t 分别是甲乙两个种群的数量r1 r2分别是甲乙两个种群的固有增长率乙两个种群的最大容量 于是对种群甲我们有 于是对种群甲我们有 这里 1的意义是 单位数量的乙 相对于N2而言 消耗的供养甲的食物量为单位数量的甲 相对于N1 消耗的供养甲的食物量的 1倍 类似 我们有 于是我们得到模型 这里 1 2一般是相互独立的 在某些特殊的情形下 我们有 1 2 1 其中衡点是在 1 21的情形下才会得到 按照判断平衡点的稳定性的方法 我们先看矩阵 稳定条件 其它平衡点类似处理 我们由此得到结论 注意到平衡点的定义我们可以看出 它是一个局部的性质 对于非线性方程 4 所描述的种群竞争 我们更关心的是平衡点的全局稳定性 即不论初值如何 平衡点都是稳定的 这需要在上面得到的局部稳定性的基础上辅之以相轨线分析 下面我们根据 1 2的不同取值范围 直线 0 0的相对位置 讨论如下 在代数方程组 5 中 记 我们看到 两条直线将第一象限分成了三个部分 在每一区域内导数符号能够确定 最终结论 结果解释 我们只解释第一个 1 11 11意味着在对供养乙的资源的竞争中甲强于乙 于是乙终将灭绝 种群甲将趋于最大容量 于是将趋于平衡点P1 这里 1的意义是 单位数量的乙 相对于N2而言 消耗的供养甲的食物量为单位数量的甲 相对于N1 消耗的供养甲的食物量的 1倍 种群的相互依存模型 自然界中处于同一环境下的两个种群相互依存的现象是很多的 如植物与昆虫之间 昆虫可以帮助植物充分授粉 而昆虫也在此过程中获得食物 花粉 人类与人工饲养的牲畜之间也有类似的关系 假设种群甲可以独立存在 服从Logistic规律增长 种群乙的存在有助于甲的增长 因此甲的数量x1 t 满足 假设种群乙离开了甲便不能独立存在 设其死亡率为r2 于是其独立存在时的数量x2 t 满足 现在甲为乙提供食物 于是甲对乙的增长有促进作用 故 这样

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