基于色关联高斯噪声理论下捕食者-被捕食者模型中被捕食者的平均灭绝时间

摘要

在经典的捕食者—被捕食者模型中,引入分析猎物演化趋势的平均灭绝时间,利用最快下降法,通过理论计算推导得到该模型的平均首次通过时间的解析表达式,对噪声强度及其关联对被捕食者(猎物)和系统的平均灭绝时间之间的影响进行分析.理论计算结果的数值分析研究表明:(1)被捕食者的平均灭绝时间T+(x-→xu)随加性噪声强度D的变化趋势呈现出单调递减函数图像.(2)平均灭绝时间T-(x+→xu)随着D的增加而迅速减小,即T-(x+→xu)关于D呈现出单调减函数的关系图.(3)随着乘性噪声强度Q的增加,T(x±→xu)出现一个迅速增加并达到峰值的过程,然后迅速减小.(4)噪声间关联强度λ对平均灭绝时间T-(x+→xu)和T+(x-→xu)呈现出完全不同的影响方式.上述结果可以从统计物理学的角度为濒危物种、稀有珍贵物种保护提供一定理论指导,以确保生物多样性保护更有力地开展.

关键词

噪声 / 捕食者—被捕食者模型 / 环境波动 / 稳定性 / 平均灭绝时间