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=案例:云杉蚜虫爆发模型=
 
=案例:云杉蚜虫爆发模型=
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背景:云杉蚜虫是一种会吃森林树叶的虫子,同时也会被鸟类等动物捕食。<ref name="Strogatz1994" /><ref name="Ludwig1978">Ludwig, D., Jones, D. D., Holling, C. S. (1978) Qualitative Analysis of Insect Outbreak Systems: The Spruce Budworm and Forest.</ref>
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下面给出鞍结点分岔在生物界中的具体例子,即云杉蚜虫的爆发生长现象。这个问题的背景是,云杉蚜虫是一种会吃森林树叶的虫子,同时也会被鸟类等动物捕食。<ref name="Strogatz1994" /><ref name="Ludwig1978">Ludwig, D., Jones, D. D., Holling, C. S. (1978) Qualitative Analysis of Insect Outbreak Systems: The Spruce Budworm and Forest.</ref>
    
当环境参数(如森林承载力、蚜虫增长率)发生微小变化时,系统可能会穿过一个鞍结分岔点。原本被有效控制的低数量的蚜虫种群,会转换到持续爆发的高数量状态。
 
当环境参数(如森林承载力、蚜虫增长率)发生微小变化时,系统可能会穿过一个鞍结分岔点。原本被有效控制的低数量的蚜虫种群,会转换到持续爆发的高数量状态。
    
==模型方程==
 
==模型方程==
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<math display="block">
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:<math display="block">
 
\frac{dN}{dt} = RN(1 - \frac{N}{K}) - P(N)
 
\frac{dN}{dt} = RN(1 - \frac{N}{K}) - P(N)
 
</math>
 
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* <math>N</math>为蚜虫的虫群数量,<math>K</math>为森林的环境承载能力。其中<math>K</math>是一个变化较慢的参数。
 
* <math>N</math>为蚜虫的虫群数量,<math>K</math>为森林的环境承载能力。其中<math>K</math>是一个变化较慢的参数。
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* <math>RN(1 - N/K)</math> 是虫子的逻辑斯谛增长(参考[[一维动力学]])(Logistic Growth)。
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* <math>RN(1 - N/K)</math> 是描述虫子的[[逻辑斯谛增长]](参考[[一维动力学]])(Logistic Growth)。
 
* <math>P(N)</math> 是被捕食曲线,例如 <math>P(N) = \frac{BN^2}{A^2 + N^2}</math>。
 
* <math>P(N)</math> 是被捕食曲线,例如 <math>P(N) = \frac{BN^2}{A^2 + N^2}</math>。