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關于孟新柱提名山東省科學技術獎的公示
2021-01-05 | 编辑:

  山東省科學技術獎提名公示內容-自然科學獎 

  2021年度) 

  一、項目名稱 

  生物種群動力學和進化適應動力學的理論方法和應用研究 

  

  二、提名者 

  孟新柱 

    

  三、提名意見 

  本項目屬于應用數學領域。以現代數學工具研究生態系統的動力學行爲,用一些新興數學模型,尤其是體現時代特征的隨機、脈沖、時滯、非線性系統描述生物數學模型的特征,用以揭示生物系統內在規律及外部因素的影響。研究的主要內容是,針對具有不同生物背景的隨機微分方程、時滯微分方程、脈沖微分方程與偏微分方程等微分動力系統,進行解的定性和穩定性研究和分析,包括周期解和概周期解的存在唯一性、吸引性、漸近性、穩定性等基本問題的研究。特別是,該團隊在理論上證明了人類對自然資源的經濟開發會導致生態系統種群的進化適應動力學的改變,這和生物學家根據實驗數據研究的結果一致。 

  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論文,在该领域做出了一些突出的工作,同意申报山东省自然科學獎,提名二等奖。 

    

  四、提名等級 

  山東省自然科學二等獎 

    

  五、項目簡介 

  建立了一類基于時滯擴散微分系統的Lotka-Volterra概周期模型,創新性地引入泛函微分方程的殼理論,克服了擴散和時滯對概周期解的存在性和全局漸近穩定性分析帶來的困難,爲研究含有擴散時滯的微分系統的概周期解的存在性和穩定性提供了新的理論方法。提出了一類基于非自治微分系統的進化適應動力學模型,將種群動力學與進化適應動力學相結合,研究了無平衡點條件下的非自治微分系統的進化動力學,發展了非自治微分系統種群進化動力學理論方法,理論上證明了掠奪式選擇性收獲導致種群早熟和種群尺度變小的趨勢進化,這和生物學家根據實驗數據研究的結果一致。提出了一類含有毒素輸入和馬爾科夫轉換的植物傳染病模型,利用馬爾科夫半群理論研究了植物傳染病的持久性和遍曆性,爲研究此類脈沖隨機植物傳染病模型提供了理論方法。考慮白噪聲幹擾對傳染病動力學行爲的影響,建立了感染兩種傳染病的非線性高維隨機傳染病模型,創新性地利用一些隨機微分不等式技巧研究隨機傳染病模型的動力學行爲,成功獲得了傳染病的流行阈值,爲非線性高維隨機模型研究提供了理論方法。建立了一類能量保持的反應擴散的恒化器微生物培養模型,討論了平衡態的局部和全局穩定性,爲基于偏微分系統的恒化器模型提供了研究方法。 

  本團隊成員共發表被SCI收录的論文200余篇,其中SCI一區Top論文40余篇,部分成果曾获得青岛开发區自然科學獎一等奖、青岛市自然科學獎二等奖等。 

    

  六、代表性論文專著目录 

  1. Xinzhu Meng(孟新柱), Jianjun Jiao, Lansun Chen (陳蘭荪). 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(張同華). 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(趙文才), Juan Li, Tongqian Zhang(張同遷), Xinzhu Meng(孟新柱), Tonghua Zhang(張同華). 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(張同華). 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(張同華), Tongqian Zhang(張同遷), 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(完成單位)情況 

  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”專著一部,在“Nonlinear Analysis: Theory, Methods & Applications”等國內外重要期刊發表被SCI收录的論文100余篇,其中1SCI Top期刊論文20,SCI他引1200余次,獲得2011年青岛经济技术开发區自然科学一等奖(第一位)和2014年青島市自然科學二等獎(第三位)。 

  陳蘭荪,第二位,研究員,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年得到二次微分系統至少存在四個極限環的結果,指出了前蘇聯一著名數學家莫斯科大學校長彼得羅夫斯基院士的二次微分系統至多有三個極限環的結論是錯誤的,此結果在1980年獲江蘇省科技進步一等獎,近年来被许多国内、外專著所引用。从20世紀80年代初開始從事生物數學研究,作爲我國生物數學研究的開創者與組織者,生物數學學會理事長,先後被西安交通大學,四川大學,重慶大學,大連理工大學等十余所高校聘爲兼職教授,曾應邀到意大利和美國等多個國家訪問和講學,是《International Journal of Biomathematics》等多個SCI雜志主編和編委。曾主持完成國家自然科學基金面上項目課題5項,主要成員參加國家自然科學基金面上項目課題5項。在國內外重要期刊發表300余篇学术論文,其中被SCI收录的論文200余篇,撰写和主编了十余本專著和論文集。1992年被授予國家有突出貢獻專家稱號,獲政府特殊津貼。 

  張同華,第三位,副教授,澳大利亞斯文本科技大學(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專著一部,在“Applied Mathematics Letters”和“Science in China Series A”等国内外期刊上发表科研論文110多篇,其中100余篇被SCI收錄(1區和2區文章40余篇),論著被引用1100多次。 

  趙文才,第四位,教授,山東科技大學,主要貢獻:在脈沖和隨機傳染病模型和種群模型的全局漸近性和穩定性分析方面。參與國家自然科學基金和山東省自然科學基金項目課題4項,在“Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation发表学术科研論文20余篇,其中8篇被SCI收錄。 

  張同遷,第五位,副教授,山東科技大學,主要貢獻:在脈沖隨機模型的定性分析和數值模擬方面。主持完成山東省自然科學基金項目課題人工幹涉對病毒毒力和傳染力進化的影響,參與國家自然科學基金和山東省自然科學基金項目課題3項,在“Bulletin of Mathematical Biology”發表被SCI收录的学术科研論文40余篇。 

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