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关于孟新柱提名山东省科学技术奖的公示
2021-01-05 | 编辑:

  山东省科学技术奖提名公示内容-自然科学奖 

  2021年度) 

  一、项目名称 

  生物种群动力学和进化适应动力学的理论方法和应用研究 

  

  二、提名者 

  孟新柱 

    

  三、提名意见 

  本项目属于应用数学领域。以现代数学工具研究生态系统的动力学行为,太阳城游戏中心登入:用一些新兴数学模型,尤其是体现时代特征的随机、脉冲、时滞、非线性系统描述生物数学模型的特征,用以揭示生物系统内在规律及外部因素的影响。研究的主要内容是,针对具有不同生物背景的随机微分方程、时滞微分方程、脉冲微分方程与偏微分方程等微分动力系统,进行解的定性和稳定性研究和分析,包括周期解和概周期解的存在唯一性、吸引性、渐近性、稳定性等基本问题的研究。特别是,该团队在理论上证明了人类对自然资源的经济开发会导致生态系统种群的进化适应动力学的改变,这和生物学家根据实验数据研究的结果一致。 

  本项目研究了自治和非自治周期和概周期时滞系统、脉冲系统、随机系统和反应扩散系统,提供了几类重要的生物数学模型,发展和完善了时滞概周期系统、脉冲微分系统和随机微分系统的相关理论和方法,该团队相互合作,发表多篇高质量的学术论文,在该领域做出了一些突出的工作,同意申报山东省自然科学奖,提名二等奖。 

    

  四、提名等级 

  山东省自然科学二等奖 

    

  五、项目简介 

  建立了一类基于时滞扩散微分系统的Lotka-Volterra概周期模型,创新性地引入泛函微分方程的壳理论,克服了扩散和时滞对概周期解的存在性和全局渐近稳定性分析带来的困难,为研究含有扩散时滞的微分系统的概周期解的存在性和稳定性提供了新的理论方法。提出了一类基于非自治微分系统的进化适应动力学模型,将种群动力学与进化适应动力学相结合,研究了无平衡点条件下的非自治微分系统的进化动力学,发展了非自治微分系统种群进化动力学理论方法,理论上证明了掠夺式选择性收获导致种群早熟和种群尺度变小的趋势进化,这和生物学家根据实验数据研究的结果一致。提出了一类含有毒素输入和马尔科夫转换的植物传染病模型,利用马尔科夫半群理论研究了植物传染病的持久性和遍历性,为研究此类脉冲随机植物传染病模型提供了理论方法。考虑白噪声干扰对传染病动力学行为的影响,建立了感染两种传染病的非线性高维随机传染病模型,创新性地利用一些随机微分不等式技巧研究随机传染病模型的动力学行为,成功获得了传染病的流行阈值,为非线性高维随机模型研究提供了理论方法。建立了一类能量保持的反应扩散的恒化器微生物培养模型,讨论了平衡态的局部和全局稳定性,为基于偏微分系统的恒化器模型提供了研究方法。 

  本团队成员共发表被SCI收录的论文200余篇,其中SCI一区Top论文40余篇,部分成果曾获得青岛开发区自然科学奖一等奖、青岛市自然科学奖二等奖等。 

    

  六、代表性论文专著目录 

  1. Xinzhu Meng(孟新柱), Jianjun Jiao, Lansun Chen (陈兰荪). Global dynamics behaviors for a nonautonomous Lotka-Volterra almost periodic dispersal system with delays. Nonlinear Analysis: Theory, Methods & Applications,68(12):3633-3645, 2008. 

  2. Xinzhu Meng(孟新柱), Rui Liu, Tonghua Zhang(张同华). Adaptive dynamics for a non-autonomous Lotka-Volterra model with size-selective disturbance. Nonlinear Analysis: Real World Applications, (2014.04, )16:202-213. 

  3. Zhao, Wencai(赵文才), Juan Li, Tongqian Zhang(张同迁), Xinzhu Meng(孟新柱), Tonghua Zhang(张同华). Persistence and Ergodicity of Plant Disease Model with Markov Conversion and Impulsive Toxicant Input. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 48(July 2017)70–84. 

  4. Xinzhu Meng(孟新柱), Shengnan Zhao, Tao Feng, Tonghua Zhang(张同华). Dynamics of a novel nonlinear stochastic SIS epidemic model with double epidemic hypothesis. Journal of Mathematical Analysis and Applications, 2016.01.01,433 (1) :227–242. 

  5. Tonghua Zhang(张同华), Tongqian Zhang(张同迁), and Xinzhu Meng*(孟新柱). Stability analysis of a chemostat model with maintenance energy. Applied Mathematics Letters, 68(2017.06.01)1–7.  

    

  七、主要完成人(完成单位)情况 

  孟新柱,第一位,教授,山东科技大学,主要贡献:在非自治概周期系统和脉冲微分系统的定性分析、进化适应动力学等方面进行系统研究,主持完成与项目密切修改相关的国家自然科学基金面上项目课题“基于尺度选择性收获的渔业资源的结构进化及动力学研究”以及多项省部级科研课题项目,主持承担在研山东省自然科学基金面上项目课题“基于多个表现型的进化适应动力学及其优化问题研究”。负责本项目的规划以及具体方案的实施。出版“生物动力学”专著一部,在“Nonlinear Analysis: Theory, Methods & Applications”等国内外重要期刊发表被SCI收录的论文100余篇,其中1SCI Top期刊论文20,SCI他引1200余次,获得2011年青岛经济技术开发区自然科学一等奖(第一位)和2014年青岛市自然科学二等奖(第三位)。 

  陈兰荪,第二位,研究员,中国科学院数学与系统科学研究院数学研究所,主要贡献:在种群动力系统以及脉冲微分系统的定性和稳定性分析等方面做出开创性的研究工作。早年从事常微分方程定性理论研究,在1979年得到二次微分系统至少存在四个极限环的结果,指出了前苏联一著名数学家莫斯科大学校长彼得罗夫斯基院士的二次微分系统至多有三个极限环的结论是错误的,此结果在1980年获江苏省科技进步一等奖,近年来被许多国内、外专著所引用。从20世纪80年代初开始从事生物数学研究,作为我国生物数学研究的开创者与组织者,生物数学学会理事长,先后被西安交通大学,四川大学,重庆大学,大连理工大学等十余所高校聘为兼职教授,曾应邀到意大利和美国等多个国家访问和讲学,是《International Journal of Biomathematics》等多个SCI杂志主编和编委。曾主持完成国家自然科学基金面上项目课题5项,主要成员参加国家自然科学基金面上项目课题5项。在国内外重要期刊发表300余篇学术论文,其中被SCI收录的论文200余篇,撰写和主编了十余本专著和论文集。1992年被授予国家有突出贡献专家称号,获政府特殊津贴。 

  张同华,第三位,副教授,澳大利亚斯文本科技大学(Swinburne University of Technology, Melbourne),主要贡献:在生物数学模型的自治系统的定性分析,特别是偏微分系统的定性和分支理论方面。主持完成国家自然科学基金青年项目课题“大系统的数值分支分析研究及其在燃料电池系统中的应用”,由新加坡世界图书出版社出版专著一部,在“Applied Mathematics Letters”和“Science in China Series A”等国内外期刊上发表科研论文110多篇,其中100余篇被SCI收录(1区和2区文章40余篇),论著被引用1100多次。 

  赵文才,第四位,教授,山东科技大学,主要贡献:在脉冲和随机传染病模型和种群模型的全局渐近性和稳定性分析方面。参与国家自然科学基金和山东省自然科学基金项目课题4项,在“Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation发表学术科研论文20余篇,其中8篇被SCI收录。 

  张同迁,第五位,副教授,山东科技大学,主要贡献:在脉冲随机模型的定性分析和数值模拟方面。主持完成山东省自然科学基金项目课题人工干涉对病毒毒力和传染力进化的影响,参与国家自然科学基金和山东省自然科学基金项目课题3项,在“Bulletin of Mathematical Biology”发表被SCI收录的学术科研论文40余篇。 

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