第十一章昆虫生态学

1、第十一章 昆虫生态学个体生态学种群生态学群落生态学生态系统学第一节 概述一、生态学的定义与发展1、生态学是研究有机体与其环境条件相互关系的科学（1866年，德国人海克尔）。它标志着近代生态学便由此诞生了。 生态学是研究生命系统与环境系统之间的相互作用及其作用机理的科学（1980年，中国科学家马世俊）。2、从生态学科发展上看，现代生物学向两个方向迅猛发展着，一是微观、一是宏观。 微观上：分子生物学、细胞生物学、基因工程等原理与技术在细胞、分子、基因水平上探索着生命现象的秘密。 宏观方向：生态学则向宏观方向发展，则在种群、群落、生态系统及至生物圈的水平上揭示生命系统的奥妙。二、生态学研究的对象 1

2、、按生物组织水平形成的分支生态学宏观生态学微观生态学种群生态学群落生态学生态系统生态学分子生态学个体生态学（生理生态学）2、按研究对象的生物类群动物生态学植物生态学微生物生态学昆虫生态学鸟类生态学哺育动物生态学等3、按研究对象的生境陆地生态学海洋生态学淡水生态学草原生态学沙漠生态学等4、按研究对象生命现象的本质、按研究对象生命现象的本质 数学生态学（mathematical ecology）、化学生态学（chemical ecology）、物理生态学（physical ecology）、行为生态学（behavioral ecology）、能量生态学（energy ecology）、进化生态学（

3、evolutionary ecology）等。5、按研究对象的应用方面、按研究对象的应用方面 农业生态学（agricultural ecology ）、森林生态学（forest ecology ）、资源生态学（resources ecology ）、环境生态学（environmental ecology ）、污染生态学（pollution ecology ）、城市生态学（urban ecology ）、工程生态学（engineering ecology ）等。l 种群概念种群概念 种群种群是指在一个生活环境内，占有一定空间、进行生殖、繁衍的同种个体的总和，它是一个自动调节系统，通过自动调节使其

4、能在生态系统内维持自身的稳定性。是物种存在、物种进化、种间关系的基本单位，是生物群落、生态系统的基本组成部分;同时又是把更为宏观的生物群落、生态系统同微观的细胞、器官、个体联系起来的桥梁。 一个种群占有一定的出生率、死亡率、密度、年龄结构、生长型，以及在特定时间和空间的数量分布对象，种群生物学属于宏观生物学的范畴。l主要特征主要特征1、种群结构种群结构 性比性比种群中雌雄个体的比率 年龄组配年龄组配不同年龄个体在种群种的比率2、种群空间分布型种群空间分布型 种群在一个地区的分布形式 均匀分布; 随机分布; 群集分布三三、种群种群 l种群生命表种群生命表 按种群生长的时间或者年龄编制的,系统记录

5、种群死亡或者存活率和生殖率的一览表,分为年龄特征生命表和时间特征生命表l栖境特性与生态对策栖境特性与生态对策1 1、栖境特性、栖境特性:期限的稳定性;时间上的变异;空间上的变异2 2、生态对策生态对策:昆虫在长期进化过程中,经自然选择对不同生境的适应方式 r:内廪增长率; k:环境容量 r对策;k对策l种群调查取样种群调查取样 取样设计;取样方法;取样单位四四、群落群落 生物所生活的环境叫生境，在生境内，各生物种群之间，包括植物、动物、微生物等彼此密切联系着，互相影响和依存，形成有机的整体。这种在特定生活区域内由许多不同的生物种群的结合总体称为生物群落生物群落。 每个群落都只有一定的空间，并有

6、一定的生物组成，在群落内各种群按自身的生物学特性和其它种群有规律地共同生活在一起，通过取食、寄生、共生、竞争等关系而相互联系和依存，群落中主要种群的消长，以及环境条件的变化都将引起群落结构的变动。l 群落组成和结构组成组成 优势种(群落中的关键性物种);亚优势种;伴生种;偶见种;罕见种等结构结构 垂直结构(在地面以上的不同高度或者地面以下的不同深度的物种的分布);水平结构(群落水平格局);时间结构(种群物种在时间上的分布)l 发展和演替群落多样性群落多样性 包括物种数目和物种均匀度五五、生态系统生态系统 由英国植物群落生态学家由英国植物群落生态学家A.G.Temsly 1930A.G.Tems

7、ly 1930年最初描述。年最初描述。是指在某一特定景观的地域或水域的一定空间范围内，所是指在某一特定景观的地域或水域的一定空间范围内，所有生物与非生物的环境要素通过物质循环和能量流动，相有生物与非生物的环境要素通过物质循环和能量流动，相互作用，相互依存的一个动态系统。互作用，相互依存的一个动态系统。 生态系统由生物和非生物两类成分组成生态系统由生物和非生物两类成分组成, ,细分为细分为6 6个构成个构成成分成分: :有机物有机物, ,无机物无机物, ,气候因素气候因素, ,生产者生产者, ,消费者消费者, ,分解者分解者。 森林生态系统森林生态系统草原生态系统草原生态系统农田生态系统农田生态

8、系统海洋生态系统海洋生态系统生态系统的成分生态系统的成分生物与生物的食物链关系第二节 影响昆虫的生态因子 非生物因子气候因子 ：温度、湿度、光、风、雨等 土壤因子：土壤温度、湿度、土壤的理化性状等 生物因子食物因子 ：包括寄主的种类、生长发育的状况 天敌因子：包括捕食性及寄生性动物，致病微生物等 人为因子生态因子的类型气候因子气候因子土壤因子土壤因子非生物因子对昆虫的影响非生物因子对昆虫的影响 l温度对昆虫的影响温度对昆虫的影响（一）昆虫对温度的一般反应（一）昆虫对温度的一般反应 1、发育起点温度2、适温区3、临界高温 一一、气候因子气候因子温度（）温区昆虫对温度的反应 605040 致死高温

9、区部分蛋白质凝固，酶系统破坏，短时间造成死亡停育高温区 死亡决定于高温强度和持续时间3930最高有效温度高适温区 适宜温区 （有效温区） 随温度的升高，发育速度反而减慢2820最适温区 死亡率最小，繁殖力最大，发育速度接近最快 1910低适温区最低有效温度 发育速度较慢，繁殖力较低，或不能繁殖 10-9停育低温区 代谢过程很慢，引起生理功能失调，死亡决定于低温强度和持续时间 -10-20-30 -40 致死低温区 原生质结冰，组织破坏而死亡 表1 昆虫对温度条件的适应范图 （二）（二）温度与昆虫发育速度的关系与有效积温法则温度与昆虫发育速度的关系与有效积温法则A、昆虫完成一定发育阶段(1个虫期

10、或1个世代)需要一定的温度积累，亦即发育所需时间与该时间的温度乘积理论上应为一个常数（ K ）。 KNT K为积温常数，N为发育日数，T为温度。 B、昆虫必须在发育起点温度以上才能开始发育，因此，式中的温度(T)应减去发育起点温度C。即 KN(TC) （一）湿度对昆虫影响的实质（一）湿度对昆虫影响的实质1、影响成活率2、影响生殖力3、影响发育速度l 湿度、降水对昆虫的影响湿度、降水对昆虫的影响（二）昆虫获得、保持和失去水分的方式（二）昆虫获得、保持和失去水分的方式1、昆虫获得水分的途径昆虫获得水分的途径（1）最主要的途径是由食物中获得；（2）直接饮水；（3）充分利用有机物质在消化道分解时所产生

11、的水分；（4）一些昆虫可以通过体壁直接吸收水分；（5）昆虫的卵可以通过卵壳吸收水分。2、昆虫保持水分的方式昆虫保持水分的方式（1）增强体壁的不透水性；（2）增强直肠垫回收水分的作用，避免在排泄废物时大量失去水分；（3）关闭部分气门，减少呼吸失去水分；（4）寻找湿度适宜的环境条件。3、昆虫排泄水分的方式昆虫排泄水分的方式（1）在代谢废物时排泄水分；（2）蒸腾作用，通过体壁失去部分水分；（3）通过呼吸失去部分水分。l 温湿度的综合作用温湿度的综合作用 在自然界中温度和湿度总是同时存在、相互影响、综合起作用的。而昆虫对温、湿度的要求也是综合的，不同温湿度组合，对昆虫的孵化、幼虫的存活、成虫羽化、产卵

12、及发育历期均有不同程度的影响。例如大地老虎卵在不同温湿度下的生存情况差异十分明显。大地老虎卵在高温高湿和高温低湿下死亡率均大；温度2030、相对湿度50的条件下，对其生存均不利，而其适宜的温湿度条件为温度25、相对湿度70左右。 所以，我们在分析害虫消长规律时，不能单根据温度或相对湿度某一项指标，而要注意温湿度的综合影响作用，常采用温湿系数和气候图来表示 。1、温湿系数温湿系数 温度和湿度的比值 2、气候图气候图 可根据1年或数年中各月温湿度，组合在座标纸上绘制。绘制时，以纵轴代表月平均温度，横轴代表月降雨量或平均相对湿度，找出各月的温湿度结合点，用线条按月顺序接连起来，即成气候图。 l 光对

13、昆虫的影响光对昆虫的影响（一）（一）昆虫对光的性质的反应昆虫对光的性质的反应 光是一种电磁波，因波长不同，显示各种不同颜色。昆虫辨别不同波长光的能力和人的视觉不同。人眼可见的波长范围为800400nm，依不同波长而分出不同颜色：红(800700nm)，橙(700600nm)，黄(609550nm)，绿(550500nm)、蓝(500460nm)，紫(460400nm)。大于800nm的红外光和小于400nm的紫外光，人眼均不可见。昆虫的视觉能感受700一250nm的光，但多偏于短波光，许多昆虫对400330nm的紫外光有强趋性，因此，在测报和灯光诱杀方面常用黑光灯(波长365nm)。还有一种蚜

14、虫对600550nm黄色光有反应，所以白天蚜虫活动飞翔时利用“黄色诱盘”可以诱其降落。 （二）（二）昆虫对光强度的反应昆虫对光强度的反应 光强度对昆虫活动和行为的影响，表现于昆虫的日出性、夜出性、趋光性和背光性等昼夜活动节律的不同。例如蝶类、蜗类、蜂类、蚜虫喜欢白昼活动；夜蛾、蚊虫、金龟子等喜欢夜间活动；蛾类喜欢傍晚活动；有些昆虫则昼夜均活动，如天蛾、大蚕蛾、蚂蚁等。 （三）（三）昆虫对光周期的反应昆虫对光周期的反应 由于长期适应光强度的变化,昆虫形成了自己的生物钟。许多昆虫对光周期的年变化反应非常明显，表现于昆虫的昼夜节律、滞育特征、栖息等活动规律。 光照时间及其周期性变化是引起昆虫滞育的重

15、要因素，已证明近百种昆虫的滞育与光周期变化有关。试验证明，许多昆虫的孵化、化蛹、羽化都有一定的昼夜节奏特性，这些特性与光周期变化有密切相关。 l 风对昆虫的影响风对昆虫的影响 风对环境的温湿度有影响，风对环境的温湿度有影响，可以降低气温和湿度，从而对昆虫的体温和水分发生影响。但风对昆虫的影响主要是昆虫的活动，特别是昆虫的扩散和迁移扩散和迁移受风影响较大，风的强度、速度和方向，直接影响其扩散和迁移的频度、方向和范围。有资料表明，许多昆虫能借风力传播到很远的地方，如蚜虫可借风力迁移12201440km的距离；松干蚧卵囊可被气流带到高空随风而去；在广东为害严重的松突圆蚧，风也是其传播的主要动力或工具

16、。 二二、 土壤因子土壤因子 土壤是昆虫的一个特殊生态环境，很多昆虫的生活都与土壤有密切的关系。如缨蛄、蟋蟀、金龟于、地老虎、叩头虫、白蚁等苗圃害虫，有些终生在土壤中生活，有些大部分虫态是在土中度过的。许多昆虫1年中的温暖季节在土壤外面活动，而到冬季即以土壤为越冬场所。土壤的理化性状，土壤的理化性状，如温度、湿度、机械组成、有机质成分及含量以及酸碱度等，直接如温度、湿度、机械组成、有机质成分及含量以及酸碱度等，直接影响在土中生活的昆虫的生命活动。影响在土中生活的昆虫的生命活动。一些地下害虫往往随土壤温度变化而上下移动，以栖息于适温土层。秋天土温下降时，土内昆虫向下移动；春天土温上升时，则向上移

17、动到适温的表土层；夏季土温较高时，又潜入较深的土层中。在l昼夜之间也有其一定的活动规律，如脐螬、小地老虎夏季多于夜间或清晨上升到土表为害；中午则下降到土壤下层。生活在土中的昆虫，大多对湿度要求较高，当湿度低时会因失水而影响其生命活动。 总之，各种与土换有关的园林害虫及其天敌，各有其最适于栖息的土壤环境条件。人们掌握了这些昆虫的生活习性之后，可以通过土壤垦复、施肥、灌溉等各种措施，改变土壤条件，达到控制害虫的目的。 生物因子对昆虫的影响生物因子对昆虫的影响 生物因子与非生物因子作用特点的不同生物因子与非生物因子作用特点的不同1、非全体性2、密度制约性3、相互性4、涉及范围l 食物因子食物因子 （

18、一）（一）昆虫的食性及食性专门化昆虫的食性及食性专门化 1、根据食物的性质及来源性质及来源不同 植食性植食性 以植物为食，包括大部分农林植物的害虫； 肉食性肉食性 以动物为食，如人畜卫生害虫和农林植物害虫的天敌； 粪食性粪食性 以动物粪便和厩肥为食； 腐食性腐食性 以死的动、植物组织及其腐败物质为食。2、根据昆虫取食植物的范围不同范围不同 单食性单食性 以1种植物为食； 寡食性寡食性 以1科或近缘科的几种植物为食； 多食性多食性 以多科的多种植物为食。 ( (二二) )食物对昆虫的影响食物对昆虫的影响 1、食物的质量高低和数量丰歉，直接影响昆虫的生长发育影响昆虫的生长发育，如食物质量高，数量充足，昆虫生长发育快，生殖力高，自然死亡率低；反之，则生长发育和生殖受阻，甚至因饥饿而引起昆虫个体大量死亡。2、昆虫发育阶段不同，对食物的要求也不一样昆虫发育阶