昆虫生态学.doc

昆虫生态学.txt偶尔要回头看看，否则永远都在追寻，而不知道自己失去了什么。男人掏钱是恋人关系，女人掏钱是夫妻关系，男女抢着掏钱是朋友关系。男人爱用眼睛看女人，最易受美貌迷惑；女人爱用心看男人，最易受伤心折磨。- Page 1-Grimaldi and Engel. 2005. Evolution of the insects. - Page 2- 制作双项式检索表如下： 1.无翅 2 有翅 3 2.腹末有跳器弹尾目 腹末有1条中层丝和1对尾须 缨尾目 3.口器咀嚼式 4 口器刺吸式 5 4.前翅皮质，后翅膜质；后足跳跃式，或前足开掘式直翅目 前翅鞘翅，后翅膜质鞘翅目 5.前翅为半鞘翅，后翅膜质；喙着生于头部前端半翅目 前后翅均膜质，或前翅略加厚；喙着生于头部腹面后端同翅目 - Page 3- 制作双项式检索表如下： 1.咀嚼式口器 2 刺吸式口器 3 2.有翅 4 无翅 5 - - Page 4-第四章 昆虫生态学Insect Ecology - Page 5- What is Ecology ? ? Ecology ? relationships between organisms and the environment - Page 6-Insect Ecology ? Relationships between insect and the environment ?研究昆虫与周围环境相互关系的学科 - Page 7-Insects as the Dominant Terrestrial Animal Life on Earth Grimaldi and Engel. 2005. Evolution of the insects. - Page 8- 昆虫生态学研究的内容，按对象的层次可分为： ?个体生态学(autecology) ?昆虫种群生态学(population ecology) ?昆虫群落生态学(community ecology) ?生态系统生态学(ecosystem ecology) - Page 9-(1)个体生态学(autecology of insects)：是以昆虫个体为对象，研究某种昆 虫对环境条件的适应性和可塑性，以及环境因素对其形态、生长发育、 繁殖、存活、习性、行为等的影响。 (2)昆虫种群生态学(population ecology of insects)：是以昆虫种群为对象， 研究在一定环境和时间、空间条件下，昆虫种群数量变动及其变动的原 因。 (3)昆虫群落生态学(community ecology of insects)：是以群落为对象，研 究在一定区域和时间、空间内，昆虫所处群落的结构、功能、演替及其 原因等。 (4)生态系统生态学(ecosystem ecology)：是以生态系统为对象，研究昆虫 在该生态系统中的地位和作用。 - Page 10-?个体生态学 ?种群生态学 ?群落及生态系统生态学 - Page 11- 第一节 个体生态学 ?非生物因素与昆虫 ?生物因素与昆虫 - Page 12- Page 13- 一、温度对昆虫的影响 昆虫对温度的适应范围 ?适温区 2030 ?临界致死高温区 4045 ?致死高温区 4560 ?临界致死低温区 810 ?致死低温区 1040 - Page 14-温度对昆虫的影响 - Page 15- 温度对昆虫发育的影响 温度(平均温度)对昆虫发育速度的影响显著。 昆虫的发育速度(V)以发育时间(发育日期，N)的倒数表示， 即V1 N。 昆虫的发育速度在一定温度范围内，随温度的增高而加快， 二者成正比关系； 而昆虫的发育时间则相反，随温度的增高而缩短，二者成反 比关系。 - Page 16- 有效积温法则 law of effective accumulative temperature ?一般用有效积温法则来表示昆虫发育速度与温度的关系。 ?昆虫和其它生物一样，完成其发育阶段(如卵、各龄幼虫、 幼虫期、蛹、成虫产卵前期或一个世代)需要积累一定的热能， 即所需要的热能为一常数。 ?以发育时间(N)与发育期的平均温度(T)的乘积表示所需的热 能，称为积温常数(K)单位为日度，即KNT 。 - Page 17- 有效积温法则 发育起点温度(development zero，C) ：昆虫各发育阶段只有达特 定温度才开始发育； 有效积温常数(K)：积累在发育点以上的温度，称为有效积温常数(K) 即：KN(TC) 为了计算统计方便，也可转换为直线公式表示，因V 1 N，故： TCKV K的单位是日度 一般用实验法测得昆虫的发育始点(C，截距)和有效积温(K，斜率)这两 个生物学常数,常用的实验法有定温法和自然变温法。 - Page 18-有效积温法则应用： 1、预测昆虫在某一地的发生代数 设某地对某虫一年可提供的有效积温（K1 ），某昆虫发生一代所需 的有效积温为K，则：当地可能发生的世代数是：K1/K 2、预测昆虫的发生期 如7月l0 日调查，正是某瓢虫的产卵盛期，7月中旬气象预报平均气 温为28。已知某瓢虫卵的发育始点为15.46，完成卵期要求的有效积温为 58.04日度。试预测其第l龄幼虫盛期。 答：代入KN(TC)，即N 58.04 (28一l 5.46)4.6(天) 故7月15日为其第1龄幼虫发生盛期。 3、控制昆虫发育期：应用于引进和适期释放天敌 4、预测昆虫在地理上的分布界限 - Page 19- 二、湿度对昆虫的影响 ?湿度直接影响昆虫生长发育 ： 不同种类的昆虫和同种昆虫的不同发育阶段，都有其一定的适湿范 围，高湿或低温对其生长发育，特别是对其繁殖和存活影响较大。 ?湿度和降水还可通过天敌和食物间接地对昆虫发生影响。 - Page 20-温湿度对昆虫的综合影响 ?在自然界中，虽然在某些情况下，温度和湿度对昆虫的 影响有主有次，但两者是互相影响和综合作用于昆虫的。 ?对不同昆虫或同种昆虫的不同发育阶段，适宜的温度范 围是因湿度的变化而转移的，反之亦然。 - Page 21- 三、光对昆虫的影响 ?光是昆虫能量的来源： 昆虫可以从太阳的辐射热中直接吸收热能。 植物通过光合作用制造养分，供给植食性昆虫食物，昆虫 也可从太阳辐射热中，间接获得能量。 ?光的波长、强度和光周期对昆虫的趋性、滞育、行为等 有重要的影响。 - Page 22-昆虫的趋光性与光的波长 ?昆虫都具有不同程度的趋光性，并对光的 波长具有选择性。 ?人眼可见波长在390一750m之间； ?昆虫可见波长范围在250一700m之间，对 紫外光敏感，而对红外光不可见。 ?测报上使用的黑光灯波长在360400m之 间，比白炽灯诱集昆虫的数量多、范围广。 - Page 23-昆虫的趋光性与光的波长关系密切 蚜虫对粉红色有正趋性，对银白色、黑色有负趋性， ?可利用银灰色塑料薄膜等隔行铺于烟苗、蔬菜等行间，忌避防治蚜虫 为害。 ?黄色对蚜虫的飞行活动有突然抑制作用，类似某些物理刺激而引起昆 虫的假死性，据此可利用“黄皿诱蚜”进行测报和“黄板诱蚜”进行防 治。 - Page 24-光强度主要影响昆虫昼夜的活动和行为 如交配、产卵、取食、栖息等。 按照昆虫生活与光强度的关系(其中温度也有一定的影响)， 可以把昆虫分为： ?白昼活动(如蝶类、蝇类、蚜虫等)、 ?夜间活动(如夜蛾科、螟蛾科及多数金龟科昆虫等)、 ?黄昏活动(弱光活动，如小麦吸浆虫、蚊等) ?昼夜活动(如某些天蛾科、大蚕蛾科、蚕蛾科等昆虫)4类。 - Page 25-光周期与昆虫的关系 光周期主要是对昆虫的生活节律起着一种信号作用。 ?昆虫对生活环境光周期变化（光照有年和日的周期变化） 节律的适应所产生的各种反应，称为光周期反应(photoper indical reaction)，或光周期现象(photoperiodism)。 - Page 26- 光周期与昆虫的关系 许多昆虫的地理分布、形态特征、年生活史、滞育特性、行为以及蚜虫 的季节性多型现象等，都与光周期的变化有着密切的关系。 ?昆虫的滞育主要是光周期变化引起的。 ?临界光周期:引起昆虫种群50%左右进入滞育的光周期的界限。 休眠与滞育的异同？ - Page 27- 光周期与昆虫的关系 许多昆虫的地理分布、形态特征、年生活史、滞育特性、行为以及蚜虫 的季节性多型现象等，都与光周期的变化有着密切的关系。 ?例子1：菜粉蝶蛹长日照下为绿色，短日照下为褐色； ?例子2：蚜虫短日照（20）产生有性蚜繁殖；长日照（25-26）产生 无性繁殖后代 ?例子3: 夏季长日照和高温引起稻纵卷叶螟向北迁飞，秋季短日照和低温 引起其向南迁飞。 - Page 28- Page 29-生物因素是指环境中的所有生物; 由于其生命活动，而对某种生物(某种昆虫)所产生的直接和间 接影响，以及该种生物(昆虫)个体间的相互影响。 这些影响主要表现在营养联系上，如种间竞争、种内竞争及共 生、共栖等。 其中: 食物和天敌是生物因素中的两个最为重要的因素。 - Page 30- 一、食物因素对昆虫的影响 ?食物与种群密度: 作为营养性环境因素，食物质量和数量影响 昆虫的分布、生长、发育、存活和繁殖，从而影响种群密度。 ?食物与昆虫的食性: 昆虫对食物的适应，可引起食性分化 ?食物与昆虫种型分化: 同种昆虫在不同的地域长期取食不同的 作物的结果,引起了种型、体色型的分化等，从而形成了新种或 新的种下分化现象; - Page 31-昆虫的食性 ?单食性、多食性、寡食性； ?植食性、肉食性、腐食性、杂食性。 - Page 32-植物的抗虫性 植物抗虫性(Plant resistance to insect)是指同种植物在某 种害虫为害较严重的情况下，某些品种或植株能避免受害、 耐害、或虽受害而有补偿能力的特性。 - Page 33-? 植物抗虫性机制 ? 1）不选择性： ? 有些植物不具备引诱昆虫产卵或取食的化学物质或物理形状； ? 植物具有拒避产卵或抗拒取食的特殊化学物质或物理形状； ? 昆虫的发育期与植物的发育期不吻合，导致昆虫不产卵或不取食。 ? 2）抗生性： ? 有些植物被取食后不能全面满足昆虫的营养需要，或含有对昆虫有毒的 物质，或缺少一些昆虫需要的特殊物质，使昆虫取食后发育不良、寿命 缩短、生殖力减弱，导致死亡； ? 或由于昆虫取食的部位产生化学的或组织上的变化而抗拒昆虫继续取食。 - Page 34-? 3）耐害性： ? 有些植物被害后具有强的生长能力以补偿或减轻被害。 ? 阔叶树被害后再生能力强，可以忍受大量的失叶，失去 50%的叶子，不影响来年的生长； ? 而针叶树失去30%的叶子即对其生长有影响。 ? 利用植物的抗虫性机制可以选育出具有抗虫性的植物。 - Page 35- 天敌因素对昆虫的影响 昆虫在生长发育过程中，常由于其它生物的捕食或寄生而 死亡，这些生物称为昆虫的天敌。 昆虫的天敌主要包括: ?天敌昆虫 ?致病微生物 ?食虫动物 - Page 36-天敌昆虫 ?捕食性天敌昆虫: ?寄生性天敌: - Page 37- 致病微生物 (一) 细菌 研究和应用较多的是芽孢杆菌， ?如苏芸金杆菌(Bacillus thuringiens)和日本金龟芽孢杆菌(B.popilliae)等。 ?细菌致病的昆虫外表特征是行动迟缓，食欲减迟，死后身体软化和变黑。 ?内脏常软化。带粘性，有臭味。 - Page 38- (二)真菌 昆虫病原真菌(entomopathogenic fungi)也称虫生菌 - Page 39-安徽省微生物防治重点实验室 / 图片来源:李增智先生 - Page 40- Page 41- 致病微生物 (三) 昆虫病毒 常见的昆虫病毒主要属于有包含体类的核型多角体病毒(NPV)、质型多 角体病毒(CPV)和颗粒体病毒(GV），是研究和开发应用的重点。 一般食欲减退或停止取食，体避色变淡，受触动很容易破裂，流出体液，体壁 破裂后流出白色或褐色的液体，没有什么臭味 - Page 42-食虫动物 ?蜘蛛: ?螨类: ?鸟类: - Page 43-第二节 昆虫种群及其动态 ?种群的概念 ?生物种群的特性 ?空间特征 ?数量特征 ?遗传特征 - Page 44- 种群的概念 种群是在特定时间内占据特定空间的同种有机体的集合 在一定的生活环境内、占有定空间的同种个体的总和 ? 种在自然界存在的基本单位 ? 生态学研究的基本单位 ? 种群是在一定环境条件下种的生态特性的表现 - Page 45-种的(个体)特性 ?种群具有种的一般生物学属性 ?如形态结构、生活方式、遗传性相同，以及与其它种存在严格的生殖隔离 生物种群的特性(群体自身的生物学属性) 如：出生率、死亡率、性比、平均寿命、年龄组成、基因频率、繁殖速率、 密度及数量变动、空间分布、迁移率、滞育率等 遗传特征；空间特征；数量特征； - Page 46- 遗传特征结构特征: 性比sex ratio：一般以雌虫占种群总个体数的比率来表示; 性比可以影响种群出生率和死亡率 年龄组配age distribution: 昆虫种群中各年龄组(各虫期、虫 态）个体数的相对比例。 年龄组配可以预测未来种群的动态: 上升、稳定、衰落 - Page 47- 生物种群的特性 ?数量特征: 单位面积(或空间) 内的个体数量(密度)及其随时间的变化 种群密度(population density): 单位空间内昆虫的个体数,虫株率 种群出生率(natality)/死亡率(mortality):单位时间内种群新出生/ 死亡的个体数 内禀增长率(innate capacity of increace): rmax / rm 最适宜环境条 件下，维持最适生活水平的种群所具有的最大增长能力 种群迁移率：在一定时间内种群迁入数量和迁出数量之差占总体的 百分率 - Page 48-种群增加模型 ?指数增长：无竞争、环境资源无限的情况下，J型 ?逻辑斯蒂增长：环境资源有限，当种群达到环境容量后不再增加，S型 K：为环境最大饱和容量；r：为内禀增长率；a：为常数；t：为时间。 - Page 49- ?空间分布：指昆虫的个体在一定时间和空间内的分布形式 嵌纹分布 核心分布 均匀分布 正二项分布 随机分布 个体间保持一定的 泊松分布 聚集分布 距离，分布均匀， 样本分布一般也 聚集分布是指种群内个体间互不独 在单位(样方)中个 是稀疏的和比较 立。可因环境的不均匀或生物本身 体出现的概率(P)与 随机的，某个体 的行为等原因，呈现明显的聚集现 不出现的概率(Q)是 的存在不影响其 象。总体中一个或多个个体的存在 完全或几乎相等的。 他个体的分布。 影响其它个体在同一取样单位中的 出现概率。 - Page 50-生态对策(bionomic strategy) - Page 51-生态对策(bionomic strategy) 类型 K对策者 r对策者 (Kstrategists) (rstrategists) 个体大小 大 小 寿命 长 短 繁殖力 较小 较大 死亡率 低 高 食性 专一 广 活动力 弱，以隐蔽性生活方式 强，通过扩散、迁飞寻 躲避天敌 找食源和躲避天敌 r/k值 r值较小，而相应K值较 r值较大，K值相应较小， 大，种群数量比较稳定 种群数量波动大 代表种类 天牛类、十七年蝉 蚜虫类、沙漠蝗 - Page 52-r-对策和K-对策种群的增长曲线比较 ? S是稳定平衡 S 点 种 ? X是绝灭点 群 K-对策 数 r-对策 量 N t+1 X 种群数量Nt - Page 53- 生态对策(bionomic strategy)： 昆虫在进化过程中，经自然选择获得的对不同生境的适应方式 生活史的关键组分身体大小、生长率、繁殖、寿命 昆虫的生态对策反映在昆虫身体的大小、繁殖周期(世 代数)、生殖力、寿命、躲避天敌能力、迁飞扩散能力、 分布范围等方面，以使其最大限度地适应环境和合理 地利用能源。 - Page 54- 生态对策(bionomic strategy) Trade-off 昆虫和其它生物一样，在能量分配上有一定的协调性，在生殖上耗 去的能量较多，在生存机能上耗去的能量相对较少。 如昆虫有很好的照顾后代的能力，其本身繁殖能力就相对较小； 昆虫迁飞型个体具有远距离迁飞能力，则其繁殖能力也相对较小。 - Page 55- 第三节昆虫群落与生态系统 一、群落的概念与命名 生物群落biotic community ：是指一定地域或生境内各种生物种群的 集合体。它强调生物种群间的相互作用 群落的命名：无严格规定 ? 根据群落中的主要优势种命名：马尾松林群落，昆虫群落 ? 根据群落所居的自然环境命名：山涧溪流群落、海滩群落 ? 根据优势种的主要生活型命名：热带雨林群落、草甸群落 - Page 56-? 二、群落的基本特征 成员的重要性不同 重要性可用某物种的迁出所导致其他物种从该群落中丧失的百分率表示。 优势种dominant species ：是指群落中对其他物种发生明显的控制作用 的物种。表现出个体数量多、体积大或生物量大、生活力强等特征。 关键种key species: 是它们的消失或削弱能引起整个群落和生态系统发 生根本性的变化的物种。关键种的个体数量可能稀少，但也可能多，其 功能或是专一的也可能是多样的。 冗余种redundancy species ：是指这些种的去除不会引起生态系统 内其他物种的丢失，同时对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成 太大的影响的物种。这说明群落中的物种在生态功能上有相当程度的重 叠性。 - Page 57-? 二、群落的基本特征 相互联系性：群落中所有生物是相互联系的。 群落与其环境不可分割：生物群落影响环境的变化，环境的变化又引 起生物群落的变化。 - Page 58- ?二、群落的基本特征 ? 群落具有一定的结构 ? 垂直结构：群落具有垂直分层现象，不同垂直高度上物种不同。 ? 水平结构：出现复杂的镶嵌性。植物的斑块状镶嵌结构是常见的 水平格局。 ? 时间结构：是群落的动态特征，群落结构随时间的变化而发生的 变化。 ? 由自然环境因素的时间节律引起群落各物种在时间上相应的 周期变化。 ? 是群落在长期历史发展过程中，由一种类型转变为另一类型 的顺序过程（演替）。 - Page 59- Page 60- Page 61- Page 62- ?二、群落的基本特征 ? 营养结构：可用食物链、食物网和生态锥体来表征。 ? 数量锥体（各相继营养级别的个体数） ? 生物量锥体（各相继营养级别生物的总干重） ? 能量锥体（各相继营养级别生物的能量或生产力） - Page 63-群落的结构 ?营养结构: ?食物链和食物网 ?营养级 一级 二级 三级 绿色植物 植食性昆虫 捕食性/寄生性昆虫 - Page 64- Page 65-?生态系统(ecosystem)是指在一定空间内，生物群落与非生物环境之 间通过物质循环、能量流动和信息联系等过程，结合而成的生态单元，即 生物群落与其环境条件所形成的统一整体。 生态系统 侧重研究某一地域或生境内生物群落与无机环境的关系，并 强调物质循环和能量流动。 - Page 66-生物群落的基本特征 (1)物种多样性和稳定性 群落多样性(diversity of community)是群落中物种数和各物种个体数构成 群落结构特征的一种表示方法。 群落多样性-稳定性 (2) 优势现象 群落中各个生物成员在群落中的重要性不同。如常常一个或几个优势种 可能决定群落的特征。 (3)森林昆虫群落的结构 包括空间结构、时间结构和营养结构。 - Page 67-群落的结构 ?时间结构: ?昼夜结构 ?季节动态 ?演替 - Page 68-有关群落参数 ?丰富度 ?多样性 ?均匀度 ?优势集中性 - Page 69-生物多样性的测度 （1）Berger Parker优势度指数： I=Nmax / NT 其中Nmax为优势种群数量，NT为全部种群数量。 （2）Shannon-Wiener多样性指数： H=-PilogPi （I=1,2,3,s） 其中Pi为第i种的个体数与总个体数的比值；S为物种数。 - Page 70- （3）均匀度指数： E= H/Hmax = H/lns 其中：E为均匀度，H为多样性指数，lns为种类数，s 取 自然对数，个体总数Nni （4）丰富度指数Pi=Ni / N 其中：Ni为第I类群个体数，N为个体总数 （5）Sorenson相似性系数：C =2j/(a+b) s 式中：j为两个群落或样地共有的物种数；a和b分别为样 地A和样地B的物种数。 - Page 71- 第四节生物多样性与害虫控制 群落