一类三种群捕食系统正解的存在性

摘要

cqvip:种群动力学是生物数学的一个重要分支,现已被广泛地用于研究一些生态现象.为了分析生物种群之间的相互作用,在齐次Neumann边界条件下考虑了一类具有Holling Ⅲ型功能性反应的三种群捕食-食饵系统,其中2个捕食种群捕获同一食饵种群.借助线性化方法和Routh-Hurwitz准则,得到了三种群捕食-食饵系统常数正解的一致渐近稳定性.为了研究三种群捕食-食饵系统的非常数正解,首先,利用能量方法、L^p估计以及Sobolev嵌入定理得到了三种群捕食-食饵系统正解的先验估计;其次,借助Holder不等式、Young不等式和Poincare不等式证明了在一定条件下,三种群捕食-食饵系统不存在非常数正解;最后,利用拓扑度理论并借助之前所得结论得到了三种群捕食-食饵系统非常数正解存在的条件.研究结果表明:当捕食种群扩散率较大且系统其他参数满足一定条件时,三种群捕食-食饵系统能够实现生态平衡.