具有周期扰动的污染环境中的种群进化动力学性质研究
发布时间：2021-09-22 16:17
生物为适应周围环境,其形态和性状等都会发生改变.随着工业和农业的发展,人类的生产生活导致大量有毒和有害物质被排放到周围环境中,严重影响周围环境中生物种群的生存.一些学者对污染环境下生物种群的进化问题进行了研究,但并没有考虑不连续排放的污染环境下的生物表型特征的进化响应.本文分别研究不连续排放的污染环境下单种群和捕食-食饵系统中食饵种群的体态大小的进化响应,探讨污染对生物进化的影响.第一章介绍本文研究的预备知识.第二章考虑污染对周围单种群生物体态大小进化的影响.首先,给出单态情形下的种群的入侵适合度函数,结果表明突变种是否成功入侵与突变种的内禀增长率、本地种内禀增长率、本地种与突变种的竞争强度、毒素排放的量、脉冲排放毒素周期等因素有关;其次,考虑到种群的内禀增长率与生物体态大小的权衡关系,采用临界函数分析方法,得到进化奇异点的收敛稳定、进化稳定、连续稳定以及产生进化分支的条件,分析结果表明进化奇异点处进化的稳定性与种群间的竞争强度和权衡函数的凹凸性有关;进一步,通过理论分析和数值模拟得到污染影响种群进化性状及稳定性,污染作用越强,生物种群的体态会进化到更小,而污染作用越弱越容易产生进化分...
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竞争函数(,),关于的图像,其中参数
辽宁师范大学硕士学位论文-11-入侵而取代本地种,本地种最终灭绝;当1()>(,)(,)2(),2()>(,)(,)1()时,突变种能入侵本地种且和本地种共存.入侵适合度函数决定了具有性状y的突变种是否能够入侵到具有性状x的本地种群中,因此根据适应动力学理论[13],可以取入侵适合度函数为:(,)=2()(,)(,)1()=()0()(,)(,)(()0()).(2.13)这里(,)是突变种关于性状的长期的平均指数增长率,(,)=0.入侵适合度的正负决定突变种是否可以入侵,如果(,)>0,突变种可以入侵本地种,此后突变种和本地种群共存,或战胜并取代本地种,成为新的本地种(见图2.2(a));反之,如果(,)<0,突变种不可能入侵本地种(见图2.2(b)).由方程(2.13)可以看出,突变种是否入侵成功,与突变种的内禀增长率、本地种内禀增长率、本地种与突变种的竞争强度、毒素排放的量、毒素排放周期有关(见图2.3).图2.3也表明,污染作用较弱时,突变种越容易入侵成攻;污染作用较强时,突变种和本地种都将灭绝.图2.2本地种和突变种时间序列图.权衡函数()=23(13)2+0.68.(a)突变种入侵成功,本地种灭绝，=0.5,=0.7;(b)突变种入侵失败,=0.5,=0.4.其他参数为=0.5,=2,=0.1,=0.4,τ=1,=0.1,=0.8,c=1,=1,b=0.2.Fig.2.2Timeseriesofresidentandmutantpopulationfortrade-offfunction()=23(13)2+0.68.(a)Themutantspeciesinvadessuccessfullyandtheresidentspeciesbecomesextinct,=0.5,=0.7;(b)Themutantspeciesfailstoinvade,=0.5,=0.4.Otherparametersare=0.5,=2,=0.1,=0.4,τ=1,=0.1,=0.8,c=1,=1,b=0.2.
辽宁师范大学硕士学位论文-11-入侵而取代本地种,本地种最终灭绝;当1()>(,)(,)2(),2()>(,)(,)1()时,突变种能入侵本地种且和本地种共存.入侵适合度函数决定了具有性状y的突变种是否能够入侵到具有性状x的本地种群中,因此根据适应动力学理论[13],可以取入侵适合度函数为:(,)=2()(,)(,)1()=()0()(,)(,)(()0()).(2.13)这里(,)是突变种关于性状的长期的平均指数增长率,(,)=0.入侵适合度的正负决定突变种是否可以入侵,如果(,)>0,突变种可以入侵本地种,此后突变种和本地种群共存,或战胜并取代本地种,成为新的本地种(见图2.2(a));反之,如果(,)<0,突变种不可能入侵本地种(见图2.2(b)).由方程(2.13)可以看出,突变种是否入侵成功,与突变种的内禀增长率、本地种内禀增长率、本地种与突变种的竞争强度、毒素排放的量、毒素排放周期有关(见图2.3).图2.3也表明,污染作用较弱时,突变种越容易入侵成攻;污染作用较强时,突变种和本地种都将灭绝.图2.2本地种和突变种时间序列图.权衡函数()=23(13)2+0.68.(a)突变种入侵成功,本地种灭绝，=0.5,=0.7;(b)突变种入侵失败,=0.5,=0.4.其他参数为=0.5,=2,=0.1,=0.4,τ=1,=0.1,=0.8,c=1,=1,b=0.2.Fig.2.2Timeseriesofresidentandmutantpopulationfortrade-offfunction()=23(13)2+0.68.(a)Themutantspeciesinvadessuccessfullyandtheresidentspeciesbecomesextinct,=0.5,=0.7;(b)Themutantspeciesfailstoinvade,=0.5,=0.4.Otherparametersare=0.5,=2,=0.1,=0.4,τ=1,=0.1,=0.8,c=1,=1,b=0.2.
【参考文献】：
期刊论文
[1]一类考虑外界干扰的生物进化模型的动力学研究[J]. 余霖,张国洪,王小利,张焱. 西南大学学报(自然科学版). 2018(05)
本文编号：3404039
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竞争函数(,),关于的图像,其中参数
辽宁师范大学硕士学位论文-11-入侵而取代本地种,本地种最终灭绝;当1()>(,)(,)2(),2()>(,)(,)1()时,突变种能入侵本地种且和本地种共存.入侵适合度函数决定了具有性状y的突变种是否能够入侵到具有性状x的本地种群中,因此根据适应动力学理论[13],可以取入侵适合度函数为:(,)=2()(,)(,)1()=()0()(,)(,)(()0()).(2.13)这里(,)是突变种关于性状的长期的平均指数增长率,(,)=0.入侵适合度的正负决定突变种是否可以入侵,如果(,)>0,突变种可以入侵本地种,此后突变种和本地种群共存,或战胜并取代本地种,成为新的本地种(见图2.2(a));反之,如果(,)<0,突变种不可能入侵本地种(见图2.2(b)).由方程(2.13)可以看出,突变种是否入侵成功,与突变种的内禀增长率、本地种内禀增长率、本地种与突变种的竞争强度、毒素排放的量、毒素排放周期有关(见图2.3).图2.3也表明,污染作用较弱时,突变种越容易入侵成攻;污染作用较强时,突变种和本地种都将灭绝.图2.2本地种和突变种时间序列图.权衡函数()=23(13)2+0.68.(a)突变种入侵成功,本地种灭绝，=0.5,=0.7;(b)突变种入侵失败,=0.5,=0.4.其他参数为=0.5,=2,=0.1,=0.4,τ=1,=0.1,=0.8,c=1,=1,b=0.2.Fig.2.2Timeseriesofresidentandmutantpopulationfortrade-offfunction()=23(13)2+0.68.(a)Themutantspeciesinvadessuccessfullyandtheresidentspeciesbecomesextinct,=0.5,=0.7;(b)Themutantspeciesfailstoinvade,=0.5,=0.4.Otherparametersare=0.5,=2,=0.1,=0.4,τ=1,=0.1,=0.8,c=1,=1,b=0.2.
辽宁师范大学硕士学位论文-11-入侵而取代本地种,本地种最终灭绝;当1()>(,)(,)2(),2()>(,)(,)1()时,突变种能入侵本地种且和本地种共存.入侵适合度函数决定了具有性状y的突变种是否能够入侵到具有性状x的本地种群中,因此根据适应动力学理论[13],可以取入侵适合度函数为:(,)=2()(,)(,)1()=()0()(,)(,)(()0()).(2.13)这里(,)是突变种关于性状的长期的平均指数增长率,(,)=0.入侵适合度的正负决定突变种是否可以入侵,如果(,)>0,突变种可以入侵本地种,此后突变种和本地种群共存,或战胜并取代本地种,成为新的本地种(见图2.2(a));反之,如果(,)<0,突变种不可能入侵本地种(见图2.2(b)).由方程(2.13)可以看出,突变种是否入侵成功,与突变种的内禀增长率、本地种内禀增长率、本地种与突变种的竞争强度、毒素排放的量、毒素排放周期有关(见图2.3).图2.3也表明,污染作用较弱时,突变种越容易入侵成攻;污染作用较强时,突变种和本地种都将灭绝.图2.2本地种和突变种时间序列图.权衡函数()=23(13)2+0.68.(a)突变种入侵成功,本地种灭绝，=0.5,=0.7;(b)突变种入侵失败,=0.5,=0.4.其他参数为=0.5,=2,=0.1,=0.4,τ=1,=0.1,=0.8,c=1,=1,b=0.2.Fig.2.2Timeseriesofresidentandmutantpopulationfortrade-offfunction()=23(13)2+0.68.(a)Themutantspeciesinvadessuccessfullyandtheresidentspeciesbecomesextinct,=0.5,=0.7;(b)Themutantspeciesfailstoinvade,=0.5,=0.4.Otherparametersare=0.5,=2,=0.1,=0.4,τ=1,=0.1,=0.8,c=1,=1,b=0.2.
【参考文献】：
期刊论文
[1]一类考虑外界干扰的生物进化模型的动力学研究[J]. 余霖,张国洪,王小利,张焱. 西南大学学报(自然科学版). 2018(05)
本文编号：3404039
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