具有Size结构的捕食种群系统的最优收获策略

分析了一类捕食者种群带有Size结构的捕食-被捕食系统的最优收获问题. 利用不动点定理证明了状态系统及其共轭系统非负解的存在唯一性、解对控制变量的连续依赖性. 应用切锥法锥技巧导出了最优性条件, 借助Ekeland变分原理讨论了最优收获策略的存在唯一性, 推广了年龄结构种群模型中的相应结论.     

一类具有Beddington-Deangelis功能反应捕食系统的收获模型

研究了一类具有Beddington-Deangelis功能反应捕食系统的收获模型,讨论该系统生物经济平衡点的性态,得到了系统正平衡点全局渐进稳定的充分条件;然后利用Pontryagin最大值原理得到了最优收获策略,讨论了贴现率能影响收获种群的利润水平.     

基于尺度结构的捕食-食饵种群系统的最优收获率

文章研究了基于尺度结构的捕食-食饵种群系统的最优收获率控制问题,通过控制种群的收获率使得种群分布达到理想状态并使收获成本最小.首先借助不动点定理证明了系统解的存在唯一性,其次导出共轭系统并利用切锥-法锥理论给出了收获控制为最优的必要性条件.     

年龄等级结构捕食系统模型的最优控制

研究一类捕食系统的最优收获问题,食饵与捕食者种群内部具有年龄等级结构.运用相对紧性和极值化序列方法证明了最优解的存在性,通过构造适当的共轭系统并结合凸集的切锥法锥理论完成了最优策略刻画,给出了最优策略及种群密度的仿真方法和算例.     

基于尺度结构的捕食-食饵种群系统的最优收获率北大核心CSCD

文章研究了基于尺度结构的捕食-食饵种群系统的最优收获率控制问题,通过控制种群的收获率使得种群分布达到理想状态并使收获成本最小.首先借助不动点定理证明了系统解的存在唯一性,其次导出共轭系统并利用切锥-法锥理论给出了收获控制为最优的必要性条件.     

周期环境中捕食者具有尺度结构的三物种捕食-食饵系统的最优收获

对种群动力学及相关控制问题的研究,不仅具有理论意义,而且与生物多样性保护、病虫害防治及可再生资源的开发利用密切相关.该文研究了一类周期环境中具有两相互竞争食饵和一捕食者的三物种捕食 食饵系统的最优收获,其中捕食者具有尺度结构且用一阶偏微分方程描述.运用不动点定理证明了系统非负有界解的存在唯一性,并讨论了解关于控制变量的连续依赖性.应用切 法锥技巧导出最优收获条件,并借助Ekeland变分原理讨论了最优策略的存在唯一性.这里目标泛函表示收获三物种产生的净经济效益.所得结果将有利于可再生资源的开发.     

一类具有收获率和扩散的时滞阶段结构捕食系统的多重正周期解

该文研究了一类具有收获率和扩散的时滞阶段结构捕食系统周期解存在性问题,利用重合度理论中的延拓定理,通过一些分析技巧, 获得了该系统至少存在四个正周期解的充分条件.     

具有食饵避难的Leslie-Gower捕食系统最优收获分析

研究了一类具有食饵避难的Leslie-Gower捕食与被捕食系统收获模型,利用Hurwitz判据,得到了正平衡点局部渐近稳定,进一步构造了适当的Lyapunov函数,证明了正平衡点的全局渐近稳定性.并且在捕获努力量假说下,对发生食饵避难的两种群同时捕获,考虑了生态经济平衡点的存在性和利用Pontryagin最大值原理对两种群进行最优收获,得到当贴现率为零时,既保持了生态平衡,又使得在渔业开发过程中取得最大经济利益.     

一类捕食-被捕食模型的正平衡解存在性

针对自然界中捕食者染病的现象,建立了捕食者染病的捕食-被捕食模型,研究了捕食者为躲避疾病进行扩散,并且具有HollingⅡ功能性反应函数和齐次Neumann边界条件的问题,利用Harnack不等式和最大值原理给出反应扩散问题的正平衡解的先验估计,并利用拓扑度理论证明该问题的非常数正平衡解的存在性.讨论了对应平衡态问题的非常数正平衡解存在性。     

扩散引起的一类捕食-食饵模型的不稳定性分析

针对一类具有HollingⅡ型功能捕获函数的捕食-食饵模型的扩散问题进行了研究,得到了无扩散时正平衡点的稳定条件,以及扩散存在时对正平衡点稳定性产生的影响,最后证明了无扩散时系统在第一象限存在极限环的问题.研究结果表明:在捕食-食饵模型中,扩散是使无扩散时稳定的平衡态向不稳定的平衡态转变的系统内动力,是生物模式形成的基础.     

一类具有年龄结构的非线性种群扩散系统的最优收获控制

讨论了一类与年龄相关的非线性种群扩散系统的最优收获控制问题,证明了最优收获控制的存在性,并且给出了控制为最优的必要条件及其由偏微分方程组和变分不等式组成的最优性组.这些结果可为种群扩散系统最优控制问题的实际研究提供理论基础.     

年龄相关的半线性种群扩散系统的最优收获控制

研究年龄相关的半线性种群扩散系统的最优收获控制问题，证明了最优收获控制的存在性，得到了收获控制为最优的必要条件和由偏微分方程与变分不等式所构成的最优性组，由最优性组确定最优控制．     

一类种群系统的适定性及最优收获问题

本文研究了一类非线性时变种群扩散系统的适定性及最优收获问题.利用压缩不 动点原理讨论了该种群系统的解的存在唯一性.证明了最优收获控制的存在性,并且获 得了最优控制的唯一性和所满足的必要条件.     

具空间扩散和年龄结构的时变种群系统的最优收获控制

本文讨论了一类具空间扩散和年龄结构的时变种群系统的最优收获控制问题,利用Banach空间的SaksMasur引理,证明了系统最优收获控制的存在性,并利用切向锥、法向锥概念,建立了收获控制为最优的必要条件.     

Optimal harvesting-coefficient control of steady-state prey-predator diffusive Volterra-Lotka systems

This article considers the optimal control of the harvesting of a prey-predator system in an environment. The species are assumed to be in steady state under diffusion and Voterra-Lotka type of interaction. They are harvested for economic profit, leading to reduction of growth rates; and the problem is to control the spatial distributions of harvests so as to optimize the return. Precise conditions are found so that the optimal control can be rigorously characterized as the solution of an optimality system of nonlinear elliptic partial differential equations. Moreover, a constructive approximation scheme for optimal control is given.     

OPTIMAL HARVESTING AND SPATIAL PATTERNS IN A SEMIARID VEGETATION SYSTEM

We consider an infinite time horizon spatially distributed optimal harvesting problem for a vegetation and soil water reaction diffusion system, with rainfall as the main external parameter. By Pontryagin's maximum principle, we derive the associated four‐component canonical system (CS), and numerically analyze this and hence the optimal control problem in two steps. First, we numerically compute a rather rich bifurcation structure of flat (spatially homogeneous) canonical steady states and patterned canonical steady states (FCSS and PCSS, respectively), in 1D and 2D. Then, we compute time‐dependent solutions of the CS that connect to some FCSS or PCSS. The method is efficient in dealing with nonunique canonical steady states, and thus also with multiple local maxima of the objective function. It turns out that over wide parameter regimes the FCSS, i.e., spatially uniform harvesting, are not optimal. Instead, controlling the system to a PCSS yields a higher profit. Moreover, compared to (a simple model of) private optimization, the social control gives a higher yield, and vegetation survives for much lower rainfall. In addition, the computation of the optimal (social) control gives an optimal tax to incorporate into the private optimization.     

与年龄相关的非线性种群系统的最优收获控制

讨论与年龄相关的一类非线性种群系统的最优收获控,运用泛函分析的Mazru's定理证明了最优收获控制的存在性,利用G-微分和Lions的变分不等式理论,导出了控制为最优的必要条件,得到了由积分-偏微分方程和变分不等式组成的最优性组,由最优性组确定最优控制.     

一类半线性时变种群系统的最优捕获控制

讨论了年龄相关的半线性时变种群系统的最优捕获控制问题.根据微积分方程及泛函分析的知识证明了最优捕获控制的存在性,得到了捕获控制为最优的必要条件.     

Optimal control for a population dynamics with age-dependent and diffusion in a periodic environment

Here we consider the optimal harvesting problem for a periodic age-dependent population dynamics with diffusion. Namely, we investigate the model with periodic vital rates and a periodic forcing term that sustains oscillations. By using Mazur’s theorem, we demonstrate existence of solutions of the optimal control problem and by the conception of normal cone, we also obtain the first order necessary conditions of optimality for the problem. Our results extend some known criteria.     

Optimal harvesting for a population dynamics problem with age-structure and diffusion

In this work, optimal harvesting policy for the predator-prey system of three species with age-dependent and diffusion is discussed. Existence and uniqueness of non-negative solution to the system are investigated by using the fixed point theorem. The existence of optimal control strategy is discussed and optimality conditions are obtained. Our results extend some known criteria.