对种群系统的最优控制的研究具有十分重要的经济价值和实际意义，近二十年来，人们越来越关注具有年龄结构和空间扩散的时变种群动力系统Lotka-Mckendick模型的最优控制问题。本文在泛函分析和分布式参数系统最优控制理论基础上，主要研究具状态观测的单种群系统的最优控制，三种群捕食与被捕食系统及n维食物链模型的最优收获问题。 本文在非线性单种群系统中考虑到自然生育率和死亡率受种群总体数量因素的影响，研究具状态观测的最优控制。首先，根据第二章的预备知识，由紧性定理和Mazur’s定理证明系统控制问题最优解的存在，并借助于法锥概念得到了控制问题的最优必要条件。其次，以收获率为控制变量讨论了三种群捕食与被捕食系统的最优收获，用种群系统的比较原理和Banach不动点原理证明了系统解的存在唯一性，得到最优收获问题的必要条件，进一步证明最优控制的存在。最后，把三种群的系统推广到n个种群即n维食物链模型，研究其最优收获问题，得到类似的结论。