近日，我院2021级博士研究生邓秀梅在应用数学著名期刊 SIAM Journal on Applied Mathematics 上发表了题为 “Global dynamics and pattern formation in a diffusive population-toxicant model with negative toxicant-taxis”  的科研论文。该论文由邓秀梅同学、黄启华教授(邓秀梅的博士指导老师)和王治安教授(香港理工大学) 合作完成。邓秀梅同学为论文的第一作者，黄启华教授为通讯作者。

 SIAM Journal on Applied Mathematics 是美国工业与应用数学学会于1953年创办最早的会刊(founding journal)，主要刊载数学方法及其在物理、工程、生物和医学等领域中应用的研究成果。 该期刊被中国数学会列为应用数学类T1期刊。

在该研究中，为了描述生物个体从高毒性的区域逃离到低毒性区域，以获得更好的生存、生长和繁殖机会的现象，作者建立了一个具有毒素趋化的反应扩散方程模型。作者证明了模型解的全局适定性以及空间齐次的半平凡解和共存稳态解的全局稳定性。研究结果表明：当种群远离毒素的趋化能力很强时，稳定的空间异质稳态解会变得不稳定，从而引起空间斑图的形成。作者还发现了在一个较为狭窄的参数区域内，会出现毒物和种群共存的双稳态情形。数值模拟结果显示了种群和毒物之间的空间聚集和隔离模式的空间斑图现象。

该研究工作探索了在被污染的水生环境中，污染物诱导的生物个体的行为改变对种群持久生存和空间分布的影响机理，其研究成果将为水文、环境和生态工作者提供值得借鉴的理论参考依据。

该研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

 论文链接：https://epubs.siam.org/doi/10.1137/22M1510881