脉冲治理害虫在一个新的生态-传染病模型中的应用

讨论了传染病的发生率为饱和接触率和捕食者的功能反应函数为Holling-Ⅱ类的阶段时滞结构的生态-传染病(害虫-病虫-天敌)模型,利用人工脉冲,周期投放有病的害虫和天敌去治理害虫.通过Floquet乘子理论,证明了当周期投放量达到一个临界点时,害虫将灭绝;并进一步获得了系统持续生存的条件.     

一个阶段时滞结构的生态-流行病模型的害虫综合防治策略

分析一个阶段结构的捕食者-食饵（天敌-害虫）模型,利用人工周期定量地投放有病的害虫和天敌去治理害虫．通过脉冲微分方程理论,证明了周期投放量p和q满足β2q（exp（mT）-1/（exp（d4T）-1）exp（（m＋d4）T）-1）＋β1p/exp（d3T）-1〉be^-d1τ时,害虫幼虫及成虫将灭绝,而病虫和天敌的密度驱于一个稳定的水平,并进一步证明了当周期投放量p和q满足be^-d1τ-d2E〈β2q（exp（mT）-1/（exp（d4T）-1）exp（（m＋d4）T）-1）＋β1p/exp（d3T）-1〉be^-d1τ时,害虫的密度将在经济受害损失允许水平之下并与天敌共存．     

一个阶段时滞结构的生态-流行病模型的害虫综合防治策略

分析一个阶段结构的捕食者-食饵（天敌-害虫）模型,利用人工周期定量地投放有病的害虫和天敌去治理害虫．通过脉冲微分方程理论,证明了周期投放量p和q满足β2q（exp（mT）-1/（exp（d4T）-1）exp（（m＋d4）T）-1）＋β1p/exp（d3T）-1〉be^-d1τ时,害虫幼虫及成虫将灭绝,而病虫和天敌的密度驱于一个稳定的水平,并进一步证明了当周期投放量p和q满足be^-d1τ-d2E〈β2q（exp（mT）-1/（exp（d4T）-1）exp（（m＋d4）T）-1）＋β1p/exp（d3T）-1〉be^-d1τ时,害虫的密度将在经济受害损失允许水平之下并与天敌共存．     

具有脉冲投放益虫生物控制害虫的捕食-食饵模型

 讨论了具有阶段结脉冲时滞HollingII功能反应的捕食模型,其中天敌（益虫）进行人工脉冲周期投放,害虫具有阶段结构及成熟期的时滞现象,并进行了系统的数学及生物方面的研究。首先利用离散动力系统的频闪映射得到了害虫根除周期解的存在性,并且利用脉冲及时滞微分方程的基本知识证明了该害虫根除周期解的唯一性和全局吸引性。进一步证明了当天敌的投放量或者投放周期在一定的范围内,能够控制害虫在作物的经济危害水平(EIL)运行的情况下使天敌与害虫可以共存。得出的结论为害虫的生物治理提供了策略基础。     

一类具有Allee效应的害虫综合治理捕食-食饵模型的动力学分析

考虑了一类具有状态反馈脉冲控制和Allee效应的捕食-食饵模型,其中天敌的投放量及杀虫剂的使用强度均线性依赖于害虫的控制水平.首先,分析了无控制系统解的正性及有界性,并给出了正平衡态全局渐近稳定的充分条件.其次,借助于后继函数方法讨论了控制系统阶1周期解的存在性,并给出了阶1周期解稳定的条件.为了确定最佳的天敌投放量和杀虫剂强度,以投入成本最小化为目标进行了优化模型构建与分析.结果表明,基于本文所提出的控制策略,害虫数量可控制在经济损害水平之下并呈周期性变化.     

具有阶段结构的害虫-天敌模型的脉冲控制

研究了一类具有阶段结构的害虫-天敌系统。当使用杀虫剂消灭害虫时,研究脉冲形式的控制,得到了无天敌时系统存在稳定的周期解。然后利用分支理论,讨论害虫-天敌模型的非平凡周期解,周期解由稳定变成不稳定的。     

一类捕食-食饵系统绝灭的充分条件

研究了一类具有生物和化学控制(周期释放天敌和喷洒杀虫剂)的两食饵-两捕食者模型的动力学性质.通过线性周期脉冲方程的F loquet理论和小幅扰动方法,证明当脉冲周期小于某个临界值时,存在一个全局渐近稳定的两个害虫根除周期解.     

一类综合脉冲控制系统的动力学分析

针对Lotka-Volterra的捕食-食饵系统提出了一个新的综合控制系统,利用三次脉冲微分方程拟合在一周期内不同时刻释放病虫和捕食者、喷洒农药以及投放病毒的动力学过程,从而达到控制害虫(食饵)的目的.根据Floquet定理和小振幅扰动方法,证明了当脉冲参数大于某个临界值时,系统存在一个全局渐近稳定的害虫灭绝周期解,并进一步获得了系统持续生存的条件.     

具有Beddington-DeAngelis功能性反应的生态流行病模型

研究了捕食者具有Beddington-DeAngelis功能性反应且食饵具有流行病的捕食模型,此模型考虑的是脉冲释放染病害虫和自然天敌.利用Floquet秉子理论、小振幅扰动技巧和比较定理证明了易感害虫根除周期解的全局稳定性以及系统持续生存的充分条件.结论表明当染病害虫的脉冲释放量p＞p*时,易感害虫灭绝;反之,系统持续生存.因此可以选择合适的参数p、q、T对害虫进行控制,为现实的害虫管理提供了理论依据与数据依据.     

一类具有脉冲效应的食饵依赖生态-流行病模型分析

基于害虫的生物控制策略,建立并研究一类具有脉冲效应的食饵依赖型生态-流行病模型,通过Floquet定理以及比较定理,证明了当脉冲周期小于某个临界值时,系统存在一个全局渐近稳定的害虫根除周期解,否则系统是持续生存的.     

状态依赖的脉冲微分方程模型的最优周期控制策略

在研究了混合害虫模型的最优控制策略、关于常数和比例投放天敌的最优控制策略的基础上,又进一步讨论周期控制下的花费最小的控制策略,即周期投放天敌和周期综合控制策略.数值结果表明,最小花费上周期综合控制是最优的.     

基于脉冲控制的害虫管理模型

基于喷洒杀虫剂及投放病虫的综合控制害虫策略,建立了具有脉冲控制的微分方程模型.利用脉冲微分方程的Floquet定理、比较定理,证明了害虫灭绝周期解的全局渐近稳定性与系统的持久性,并利用分支理论给出了正周期解存在的分支参数.     

具有脉冲控制和病毒感染的害虫治理模型的分支分析

讨论了一类具有状态依赖反馈控制和病毒感染的害虫模型边界周期解的存在性, 得到了边界周期解全局稳定的条件。给出了模型发生跨临界分岔的条件,并通过数值方法分析了杀虫剂功效和单次投放感染害虫比例对实施控制措施的频率影响。 研究结果说明,状态依赖控制措施在一定条件下可转化为周期控制措施;执行控制措施的频率随着单次投放感染害虫比例增大而减小, 但是随着杀虫剂功效增大,该频率可能减小也可能增大。     

一类时滞脉冲捕食-食饵系统的定性分析

在带有时滞阶段结构的捕食-食饵系统基础上,对食饵引入脉冲投放,改进了原来的系统,并且所得系统具有较强的生物背景.利用脉冲微分方程的比较定理及周期解存在定理,得到了系统的捕食者灭绝周期解的全局吸引和系统持续生存的充分条件,证明了系统解的一致完全有界.     

害虫综合治理模型与最优控制策略

针对农作物害虫综合治理问题,提出一个对农作物危害最小的最优方案。由于喷洒杀虫剂,农作物被迫吸收农药,药效随时间下降,其吸收、分布和消除过程与人类用药类似,作者大胆尝试利用药物动力学理论研究建立农作物药效模型。首先根据脉冲微分方程理论,将农作物药效模型与害虫-天敌动态模型结合起来,建立农作物药效模型和喷洒杀虫剂及释放天敌的脉冲控制模型;然后根据脉冲控制理论分析上述模型的稳定性,利用最优控制理论,求出最适杀虫剂药量和喷洒时间间隔,使得杀虫剂药量在农作物的残留和喷洒农药量最少,同时使害虫数量控制在经济危害阈值以下,给出综合治理农业害虫的最佳方案;最后,通过数值模拟解释这一方案的执行。结果表明,该策略行之有效。     

害虫治理与半连续动力系统几何理论

从害虫治理的实际问题出发,建立了一类脉冲状态反馈控制害虫的防治模型.提出了半连续动力系统几何理论,并应用这一理论证明了该模型至少存在一个阶1周期解.结合具体实例,介绍了阶1同宿分支和脉冲环面动力系统的基本理论与分析方法.