利用脉冲策略控制生态-传染病模型中的害虫

"这篇文章是福建卿植大学学报自然科学版在2009年5月发表的一篇关于生态-传染病模型的研究论文，作者祝尤湖和陈兰布探讨了利用脉冲治理策略来控制害虫的方法。研究涉及的模型考虑了传染病的发生率为饱和接触率，同时捕食者的功能反应函数采用了Holling-II类模型，并加入了阶段时滞结构。通过应用Floquet乘子理论，论文证明了在特定的周期投放条件下，害虫种群可以被消除，同时也给出了系统可持续生存的条件。关键词包括阶段时滞结构、生态流行病模型、生物防治、脉冲效应和持续生存。" 这篇论文的核心知识点如下： 1. **阶段时滞结构**：在模型中，害虫、病虫和天敌之间的相互作用考虑到了生命周期的不同阶段以及时滞效应。时滞是指个体从一个生命阶段过渡到另一个阶段所需的时间，这在生态系统中是常见的，因为它影响种群动态。 2. **生态-传染病模型**：模型结合了生态学和传染病学的元素，研究了害虫种群如何受到疾病和天敌影响。这种模型可以帮助理解和预测疾病在害虫种群中的传播动态，以及这种传播如何影响整个生态系统的稳定性。 3. **饱和接触率**：传染病的发生率被设定为饱和形式，意味着当种群密度增加到一定程度后，个体间的接触率不会无限增加，而是趋于稳定，这是因为资源限制和其他环境因素的影响。 4. **Holling-II功能性反应函数**：这是一种描述捕食者对猎物摄食率的函数，反映了捕食者的捕食效率随猎物密度的变化。Holling-II函数假设捕食者的捕食速率随着猎物密度的增加而线性增加，直到达到一个饱和点。 5. **脉冲治理策略**：论文提出了利用人工脉冲，即周期性地释放带病害虫和天敌来控制害虫种群的方法。这种方法模拟了现实世界中的干预措施，如定期施放天敌或病原体来控制害虫。 6. **Floquet理论**：这是一种分析周期性动力系统稳定性的数学工具，论文运用此理论证明了当投放量达到一定阈值时，害虫种群会灭绝。 7. **生物防治**：论文提倡的是一种环保且可持续的害虫控制方法，即通过自然界的天敌来控制害虫，而非依赖化学农药，这符合现代农业中提倡的生物防治理念。 8. **持续生存条件**：除了讨论害虫的灭绝，论文还探讨了整个生态系统（包括害虫、病虫和天敌）如何在脉冲治理下保持稳定和持续生存的条件。 该研究对于理解和优化生物控制策略，预防和管理农作物病虫害，以及保护生态环境具有重要意义。