本书主要建立污染环境中具有年龄结构的非线性种群系统、污染环境中具有年龄结构的带扩散的种群系统、污染环境中具有年龄结构的竞争种群系统，首先利用特征线法及不动点定理确定系统的解，证明系统解的存在唯一性，然后结合最大化序列、Mazur定理以及相对紧性证明最优控制的存在性，最后通过切锥和法锥性质得到最优控制的必要条件。