模型建立
Lotka-Volterra(1925,1926)假設在沒有捕食者時,獵物種群呈指數增長:
捕食者種群在沒有獵物時呈指數下降:
若兩個種群置入有限空間時,獵物種群的增長率降低。降低的多少依賴於捕食者的密度:
同樣,捕食者種群的增長依賴於獵物種群的密度:
平衡點 時
系統的定性解為中心解,為周期性解。當種群初始值不時,以不同的封閉曲線圍繞奇點(奇點即的點)星逆時針旋轉(見圖10-2)
模型改進
該方程顯然有許多不足之處。例如:1)如無P,H呈指數增長。 2)H種群僅因P而死亡。3)P僅以H為食。4)兩種群均無密度制約作用。故在原方程的基礎上可做大量工作;改進一項或兩項使之更符合生物學意義, 再進行定性分析。例如Volterra(1926) 構想無捕食者時(或寄生物,意義相同),獵物種群服從邏輯斯蒂方程,其它不變。方程形式為:
其中,第一式:
顯然,邏輯斯蒂方程中的內稟自然增長率 , 環境載力 ,其奇點為穩定焦點。如圖10-3(a)。Leslie和Gower (1948) 考慮到應加進去兩個種群間的密度制約關係。方程如下:
此方程中的第一式同於Volterra(1926)方程中的第一式,加入了獵物種群的自飽和項。
第二式中以 代替H,以體現當獵物少而捕食者多時, 值增大,不利於捕食者種群的增長。反之,若獵物多而捕食者少時, 值小,有利於捕食者種群的增長。
其奇點也為穩定焦點,如圖10-4A。繪成種群曲線時(圖10-4B),兩種群隨時間而阻尼振盪,最後均達到平衡密度並共存下去。