【 1. 模型背景 】

  • 当两个种群为争夺同一食物来源和生存空间相互竞争时,常见的结局是,竞争力弱的灭绝,竞争力强的达到环境容许的最大容量。
  • 使用种群竞争模型可以描述两个种群相互竞争的过程,分析产生各种结局的条件。
    不同企业推出的类似产品可应用种群竞争模型

【 2. 模型假设 】

有甲乙两个种群,它们独自生存时数量变化均服从 Logistic 规律
dxdt=r1x(1−xN1)\frac{dx}{dt}=r_1x(1-\frac{x}{N_1})dtdx=r1x(1N1x)dydt=r1y(1−yN1)\frac{dy}{dt}=r_1y(1-\frac{y}{N_1})dtdy=r1y(1N1y)
两种群在一起生存时,乙对甲增长的阻滞作用与乙的数量成正比,甲对乙有同样作用乙。
dxdt=r1x(1−xN1−s1yN2)\frac{dx}{dt}=r_1x(1-\frac{x}{N_1}-s_1\frac{y}{N_2})dtdx=r1x(1N1xs1N2y)dydt=r2y(1−yN2−s2xN1)\frac{dy}{dt}=r_2y(1-\frac{y}{N_2}-s_2\frac{x}{N_1})dtdy=r2y(1N2ys2N1x)
其中x(t),y(t)分别为甲乙两种群的数量,r1r_1r1r2r_2r2为它们的固有增长率, N1N_1N1N2N_2N2为它们的最大容量。s1s_1s1的含义是对于供养甲的资源来说,单位数量的乙(相对N2N_2N2)的消耗为单位数量甲(相对n1n_1n1)消耗的s1s_1s1倍,s2s_2s2同理。

【 3. 种群竞争模型的 Matlab 描述 】

fun.m:

function dx=fun(t,x,r1,r2,n1,n2,s1,s2)
r1=1;
r2=1;
n1=100;
n2=100;
s1=0.5;
s2=2;
dx=[r1*x(1)*(1-x(1)/n1-s1*x(2)/n2);r2*x(2)*(1-s2*x(1)/n1-x(2)/n2)];



p3.m:

h=0.1;%所取时间点间隔
ts=[0:h:30];%时间区间
x0=[10,10];%初始条件
opt=odeset('reltol',1e-6,'abstol',1e-9);%相对误差1e-6,绝对误差1e-9
[t,x]=ode45(@fun,ts,x0,opt);%使用54阶龙格—库塔公式计算
plot(t,x(:,1),'r',t,x(:,2),'b','LineWidth',2),grid;
pause;
plot(x(:,1),x(:,2),'LineWidth',2),grid  %作相轨线

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