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10弱肉强食模型(第2页)

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r1·x1·(-a1·x1+b1·x2)=0

r2·x2·(1-b2·x1-a2·x2)=0,

解之,得该模型的三个平衡点:

P1(0,0)、P2(0,N2=1a2)、P3b1a1a2+b1b2,a1a1a2+b1b2.

类似于在种群竞争模型中的讨论,我们可以得到平衡点Pi(i=1,2)均不稳定;

下面我们讨论平衡点P3b1a1a2+b1b2,a1a1a2+b1b2的稳定性,为此,将微分方程

x′1=r1·x1·(-a1·x1+b1·x2)

x′2=r2·x2·(1-b2·x1-a2·x2)

的右端项以其在P3的一阶Taylor展式取代,构造线性动力系统:

x′1=-r1a1b1a1a2+b1b2·x1-b1a1a2+b1b2+r1b21a1a2+b1b2·x2-a1a1a2+b1b2

x′2=-r2a1b2a1a2+b1b2·x1-b1a1a2+b1b2+r1a1a2a1a2+b1b2·x2-a1a1a2+b1b2

此时系数矩阵

A=-r1a1b1a1a2+b1b2r1b21a1a2+bab2

-r2a1b2a1a2+b1b2r1a1a2a1a2+b1b2,

从而求得,

p=-Tr(A)=r1a1b1+r2a1b2a1a2+b1b20,

q=|A|=r1r2a1b2a1a2+b1b20,

故平衡点P3是稳定的.此时,甲、乙两种群将共同存在下去,种群量一般将逐渐趋于平衡状态.

5. 模型点评

本节与前面两节介绍了三个生态学模型,尽管所处理的对象均为多(二)种群系统,但其基本假设,比如对其中的每一个种群数量变化的影响,除了在“弱肉强食”

模型中的被捕食者外,均只考虑了其自身数量与有闲资源两个要素,这和人口的阻滞增长模型的讨论是一致的.

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