储藏物昆虫生态学课件

儲藏物昆蟲的生態學第一節昆蟲生態學的基本概念一、昆蟲生態學的定義與發展

昆蟲生態學（insectecology）是昆蟲學的一個分支，是研究昆蟲與環境之間相互關係及其作用機理的科學。儲藏物昆蟲生態學，則又是昆蟲生態學的一個分支。

1798年英國神甫馬爾薩斯發表了“人口論”，闡述了人口增長與食物的關係。1869年黑格爾第一次使用“生態學”這一名詞，並定義為“研究生物與有機和無機環境的全部關係的學科”。第一節昆蟲生態學的基本概念一、昆蟲生態學的定義與發展

由於昆蟲具有物種豐富、數量眾多、具不同營養級種類、取樣容易且不影響種群密度、生活史短、體形小、易飼養，以及有較大經濟意義等特點，常被用作為生態學試驗材料。因此，昆蟲生態學的發展幾乎與生態學或動物生態學的發展並行。

1920～40年代：個體生態學；

1950～70年代：種群生態學；

1980年代後：生態系統生態學。第一節昆蟲生態學的基本概念二、生態因數

對生物有生態效應的環境因素，稱為生態因數。按環境的性質生態因數可分為：生態因數生物因素營養因數（食物）其他生物（天敵、其他種群）人類活動非生物因素氣候因素（溫、濕度、光、氣流等）土壤因素、倉房結構等第一節昆蟲生態學的基本概念三、種群、群落和生態系統（一）種群同一生態環境中能自由交配、繁殖的同種個體的集合稱為種群（population）。種群既有與個體相類似的特徵（如生長、死亡、性別等），又有個體所不具備的一些特徵，如密度、出生率、死亡率、性比、年齡結構、空間分佈形式、種群數量變動等。第一節昆蟲生態學的基本概念三、種群、群落和生態系統（二）群落每個種群在生境內並不是孤立存在的，而是相互緊密聯繫的。在一個生境內相互聯繫著的各個種群，形成一個較複雜的單位（包括動物和植物），稱為生物群落（bioticcommunity）。第一節昆蟲生態學的基本概念三、種群、群落和生態系統（二）生態系統生物群落與非生物環境之間，構成一個相互作用、相互影響、相互制約、相互聯繫的系統，稱為生態系統（ecosystem）。生態系統中存在著物質迴圈和能量流動。生態系統可分為開放式和封閉式。第一節昆蟲生態學的基本概念四、儲糧生態系統（一）儲糧生態系統概念的提出

一般認為糧堆是一個半封閉的生態系統，由若干相互作用和相互制約的生態成分組成，儲糧生態系統作為一個概念提出來，是在1960～1970年代。國外不少學者提出儲糧生態系統包括物理的、化學的和生物的各種變數與糧堆相互影響，最後造成儲糧品質變化。須用系統分析的方法，找出不同情況下影響儲糧品質變化的關鍵因素，以便準確地、有預見性地採取措施，保證儲糧安全。在我國，李隆術等從1940年代起對中國的倉庫昆蟲生態進行了的研究，1970年代末在國內提出了糧堆生態系統的觀點。第一節昆蟲生態學的基本概念四、儲糧生態系統（二）儲糧生態系統各組成部分之間的聯繫營養聯繫—食物鏈（foodchain）資訊聯繫（informationconnection）（三）儲糧生態系統的特點

生物群落在空間和時間上的分化糧堆生態系統的能流和物流糧堆中生態小生境存在差異第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

一、儲藏物昆蟲的地理分佈和為害地帶（一）昆蟲區系（二）害蟲的為害地帶分佈區：指可以發現某一害蟲的區域。在分佈區內包括為害區、嚴重為害區。為害區：指種群分佈密度大，成為能造成儲藏物大量遭受損失的為害區。其中包括嚴重為害區。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係（一）儲藏物昆蟲溫區的劃分可將影響昆蟲生命活動的溫度範圍劃分為下列5個溫區。致死高溫區亞致死高溫區適宜溫區亞致死低溫區致死低溫區儲藏物昆蟲溫區的劃分溫度（℃）50403020100－10－20－3060溫區致死高溫區亞致死高溫區適宜溫區高適溫區最適溫區低適溫區亞致死低溫區致死低溫區昆蟲的反應短時間內死亡熱昏迷，長時間死亡隨溫度升高，死亡率增大消耗能量小，死亡率最低隨溫度降低，死亡率增大冷昏迷，長時間死亡短時間內死亡第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係（二）溫度對儲藏物昆蟲的地理分佈的影響（三）積溫和有效積溫法則及其應用

1.積溫和有效積溫法則

NT＝K式中：N－完成某一發育期所需的時間（天）；

T－發育期內平均環境溫度（度）；

K－常數（積溫/日·度）。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係

1.積溫和有效積溫法則

有效積溫法則：

N（T－C）＝K式中：N－完成某一發育期所需的時間（天）；

T－發育期內平均環境溫度（度）；

C－發育始點溫度；（T－C）－發育有效溫度；

K－常數（有效積溫/日·度）。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係

2.發育始點溫度與積溫的推算

兩個溫度處理：

（T1－C）N1＝K

（T2－C）N2＝K

將T1、T2、N1、N2代入上式，解之。可求得發育始點C和有效積溫K。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係

2.發育始點溫度與積溫的推算

採用多個溫度處理，可較精確地推算出C和K：

V＝1/N。將T1、T2、…Tn；N1、N2…Nn代入上式，解之。可求得發育始點C和有效積溫K。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係

3.昆蟲世代與發生時期的推算求出了某種昆蟲的有效積溫和發育始點溫度以後，可以推測其在不同地區可能發生的世代數，在地理上可能分佈的界限，並預測其發生時期。

第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係

3.有效積溫法則應用的局限性

環境溫度須在昆蟲的有效溫度範圍（有效溫區）內；

昆蟲分發育速率還與食物、環境濕度等條件有關。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係（四）昆蟲的耐熱性與耐寒性

1.昆蟲耐熱的原因昆蟲在高溫下致死的原因主要是由昆蟲體內蛋白質凝固所致。蛋白質本身的凝固溫度與其水分含量呈負相關。因此，在乾燥季節，昆蟲體內水分蒸發加速，體溫下降，同時因水分減少，提高了蛋白質凝固的溫度，從而增強了昆蟲耐熱性。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係（四）昆蟲的耐熱性與耐寒性

2．昆蟲耐寒的原因

復蘇理論結合水和游離水比例的差異昆蟲抗寒力的強弱，因體內結合水與游離水的比例有差異。如耐寒力強的蟲種，結合水和游離水在低溫下沒有變異；耐寒力極弱或不耐寒的蟲種，組織內的結合水逐漸減少，游離水顯著增加。巴哈梅契耶夫曲線圖解時間T3第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

二、溫度與儲藏物昆蟲的關係（五）溫度對昆蟲行為及其形態構造的影響高溫可使昆蟲的活動能力增加；同種昆蟲在高溫地區的個體通常比低溫地區的個體要大；溫度還可影響昆蟲的體色。三、濕度與儲藏物昆蟲的關係影響規律與溫度相似。（一）

昆蟲水分的獲得與失散

獲得：來自食物、利用代謝水。失散：體壁蒸發、呼吸、糞便。（一）直接關係

（二）間接關係

（三）昆蟲對乾燥環境的適應第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

四、食物與儲藏物昆蟲的關係

昆蟲的食性在動物界是最為複雜的。（一）儲藏物昆蟲的食性與為害方式（二）食物與昆蟲生長發育和繁殖的關係

1.糧食的物理性狀

如硬度、破損情況、雜質含量、水分含量等。2.糧食的化學性狀包括營養成分、引誘物質。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

五、溫度、濕度與食物的綜合作用

（一）對昆蟲發育期的影響（二）對儲藏物昆蟲存活的影響（三）對儲藏物昆蟲產卵量的影響

害蟲的發育、存活、產卵和種群增長都受溫度和濕度的影響，因此，降低環境對害蟲的適宜性成為害蟲治理中一個重要的組成部分。

第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

六、光與儲藏物昆蟲的關係

儲藏物昆蟲大多具有負趨光性。光週期影響昆蟲的滯育。七、氣體成分與儲藏物昆蟲的關係

儲藏物昆蟲在其生命活動中要進行呼吸，O2是不可缺少的生態因數，同時還要排出CO2。

糧粒是活的有機體，在儲藏過程中，也要進行新陳代謝作用，吸收O2放出CO2。經過較長時間儲藏的糧食，其糧堆內部CO2濃度會增加，結果會影響害蟲的生活與生存。如儲藏物昆蟲在有新鮮空氣的地方多於沒有新鮮空氣通入的地方。這就充分說明了害蟲在其生命活動中，需要有足夠的氧氣才能生存。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

八、其他生物與儲藏物昆蟲的關係（一）個體和種群之間的相互影響

害蟲個體之間的相互影響可能是制約害蟲在空倉、運輸和加工設施中殘留食物生存數量的一個重要因素。在害蟲密度過大時候，許多儲藏物害蟲會取食它們自己或其他蟲種的卵、蛹等這些不活躍蟲態。通常隨著害蟲密度的增加，其自然死亡率會隨之增加。如當擬穀盜屬的成蟲感染之後或處於一種高種群密度狀態時，會從它們的一對“防護腺”中產生有毒的醌、1-烯烴、β-羥基酮等。這些物質可以抑制真菌在它們的食物上生長，在環境中用來圈定取食或產卵場所，或來驅逐其他昆蟲。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

（二）天敵的影響

在自然界裏存在著一種昆蟲被其他昆蟲類群或其他動物所捕食或寄生。這些捕食者或寄生者稱為天敵。天敵與害蟲的關係是相克的關係。如米象小蜂可寄生象蟲；食蟲蝽象可捕食多種儲藏物害蟲；麥蛾繭蜂可寄生蛾類儲藏物害蟲的未成熟蟲期。自然調節、跟隨效應、人工釋放、指示性昆蟲。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

（三）種間競爭與共生現象

在倉庫裏也常發現某種儲藏物昆蟲的發生有被另一種寄主性或捕食性昆蟲或蟎類等抑制的現象。這就是種間競爭的表現。昆蟲種群間的競爭包括食物及空間等的競爭。通常生態位越接近，競爭越激烈。如穀蠹和麥蛾在同一粒小麥中生活，麥蛾的幼蟲常被穀蠹吃掉；書虱和蟎類一起時，後者可抑制前者；米象或玉米象和穀蠹在一起生活時，它們的生存彼此受到妨礙，繁殖的數量都有減少。第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

（四）微生物與儲藏物昆蟲

昆蟲微生物第二節儲藏物昆蟲與環境的關係

九、人類活動與儲藏物昆蟲的關係

（一）傳播（二）人類製造了儲糧害蟲的生存環境（三）人為改變環境，使之不利於害蟲收穫、乾燥、輸送、磨粉對害蟲的影響。

第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（一）種群的適應幅度

種群的適應幅度反映了種群對環境條件變化的適應能力，常用“生態價”（ecovalue）這個詞來表示。生態價高即適應幅度廣，稱廣生性，反之稱狹生性，還有廣溫性，狹溫性；廣食性，狹食性；廣濕性，狹濕性，廣棲性、狹棲性等。適應幅度大小直接影響種群在一定環境下的存活率或死亡率。

第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（二）種群的生殖力和繁殖速率種群的生殖力指一個種群的平均繁殖數量，用以下公式表示：

N＝ef/（m＋f）式中：e－每雌蟲平均繁殖力，f－雌蟲數，m－雄蟲數。繁殖速率指種群個體數量增加的能力，即種群在若干世代或單位時間內增長其個體數量的最高理論倍數，它反映了這種數量增長的內在能力，用下式表示：

r＝[ef/（m＋f）]n

n－代數第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（二）種群的生殖力和繁殖速率

經過多年實際調查可以得到一種害蟲種群各代的平均自然繁殖速率，就可以根據當年一定面積或一定容積內的種群基數，預測下一代的發生量。下一代發生量＝上代殘留蟲量×該代平均自然繁殖速率

第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（三）種群的活動性和害蟲的死亡因素

活動或遷移是生物在長期的歷史發展過程中，通過種群與環境相互作用的結果逐步形成和鞏固的，是一種種的適應性。種群還具有不斷向四周擴大其分佈的趨向，稱擴散。擴散力的大小影響到種群的存活率和擴大分佈區的可能性。儲糧害蟲在糧堆內的分佈受環境條件和種群密度的影響。不同的蟲種分佈規律也不相同。第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（三）種群的活動性和害蟲的死亡因素

造成儲藏物害蟲死亡主要有以下原因：过高过低的温、湿度；

天敵因素；害虫种间和种内竞争；各種防治措施。第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（四）儲藏物昆蟲群落的一般結構

可從分類類群和生態類群兩個方面討論儲藏物昆蟲群落的結構規律。就分類類群而言，無論何種儲藏物昆蟲群落中，鞘翅目都佔優勢地位，這說明鞘翅目昆蟲的有無和多寡對儲藏物昆蟲群落的組成影響極大。按生態功能把儲藏物昆蟲劃分為：初級儲藏物昆蟲，主要是取食原糧的害蟲；次級儲藏物昆蟲，主要是取食粉質糧食害蟲；三級儲藏物昆蟲，如取食粉末殘屑的害蟲；還有取食儲藏物昆蟲的天敵。第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（五）種群數量生命表（lifetable）是預測害蟲種群的消長趨勢的一種採用工具。把害蟲的死亡情況和引起死亡的原因記錄在生命表內，可以看出影響害蟲和種群大量死亡的主要蟲期和因素，進一步按照整個蟲期的存活率、生殖力、性比，可以估計其後代種群數量的發展趨勢。害蟲種群數量變動的因數有：發生基數（P1），繁殖速率（r），死亡率（D）或生存率（1－D），活動或遷移率（m），世代數（n）。其間的關係為：

P（種群數量）＝P1×[r×（1－D）]n×（1－m）第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（六）儲藏物昆蟲群落中的常見種與優勢種常見種是指發現率高的蟲種；優勢種是指發現率高，而且發生數量大且危害嚴重的蟲種。

常見度（δi）的表示公式為：

δi＝Ni/ΣNi

式中，Ni為第i種昆蟲在同一群落中的發現次數；ΣNi為同一昆蟲群落中所有昆蟲的發現次數之和。同一群落中，各種昆蟲的平均發現次數與其總發現次數之比為平均常見度；如果δi大於平均常見度，那麼物種i就為該群落中的常見物種；具有δimax的物種，為該群落中的最常見物種；常見度高，平均密度大且危害又重的物種為優勢種。第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（七）儲藏物昆蟲對食物資源的偏愛度

自然條件下，沒有一種儲藏物會免遭害蟲的為害；也沒有一種害蟲可為害所有的儲藏物。即每種害蟲對不同食物資源的偏愛程度不同。這種偏愛程度反映了儲藏物受害蟲危害的程度。為了定量比較儲藏物昆蟲對不同儲藏物偏愛程度，特作如下定義：αij＝Nij/ΣNij式中，αij－第i種害蟲對第j種資源的偏愛度；

Nij－第i種害蟲在第j種資源中的發現次數；

ΣNij－為第i種害蟲在所有資源中的總發現次數。第三節儲藏物昆蟲的種群動態

一、儲藏物昆蟲種群的主要特徵

（七）儲藏物昆蟲對食物資源的偏愛度一種儲藏物昆蟲在所有資源中的平均發現次數與其在各種資源中的總發現次數之比為平均偏愛度。如果αij大於平均偏愛度，那麼第i種儲藏物昆蟲就偏愛於取食第j種資源。第三節儲藏物昆蟲的種群動態

二、儲藏物環境中昆蟲種群的演替（一）儲藏物昆蟲的感染

1.田間感染

一些種類的儲藏物害蟲可感染田間未收穫的農產品。與其它蟲種相比，那些生存在糧粒內部的害蟲在收割、脫粒過程中更不容易被清理或殺死。可造成田間感染的常見儲藏物害蟲有：玉米象、米象、麥蛾、豆象等。另外，一些蟎類如食酪蟎、跗線蟎及蒲蟎等也可感染田間的糧食。研究表明感染水準隨田間與儲藏地距離的增加而下降。第三節儲藏物昆蟲的種群動態

二、儲藏物環境中昆蟲種群的演替（一）儲藏物昆蟲的感染2.殘存糧感染儲藏物害蟲可以在聯合收割機、糧倉、糧食加工廠、食品廠、運輸車輛、港口倉等的殘存糧中取食。這些殘存糧中的害蟲可以感染沒被感染的儲存糧食和田間作物。這些殘存糧食有助於害蟲度過空倉時期。對於在田間不感染農產品的那些蟲種和不接收感染商品的倉庫而言，殘存害蟲就成為入倉商品感染害蟲的首要來源，生產中要非常重視這一問題。第三節儲藏物昆蟲的種群動態

二、儲藏物環境中昆蟲種群的演替（一）儲藏物昆蟲的感染3.野外寄生或大面積傳播許多種儲藏物害蟲似乎都保留有其對野生習性的某些適應性。在遠離儲藏物品的地方可以誘捕到儲藏物害蟲，這種現象既可以用大面積傳播，也可以用害蟲利用野生寄主的能力來解釋。這些儲藏物昆蟲棲息場所包括：野生植物種子、動物的巢穴、居民小片菜地的菜花、路邊的草叢、室外腐爛的水果及蔬菜、雞毛、骨頭等。這些害蟲的成蟲大多具飛翔能力，極易飛入室內感染儲藏物。第三節儲藏物昆蟲的種群動態

二、儲藏物環境中昆蟲種群的演替（二）種群增長昆蟲生態學家最初致力於用經典公式和生命表數據來闡述和預測昆蟲的種群動態。近年來，電腦模擬模型是一種比生命列表統計數據更為準確和靈活的方法。這些模型用以預測害蟲種群增長是基於溫度和濕度對害蟲發育期和產卵量的影響。32℃和水分14%的小麥中五種害蟲的預測種群增長不同溫度和水分%的小麥中穀蠹種群增長的預測第三節儲藏物昆蟲的種群動態

二、儲藏物環境中昆蟲種群的演替（三）原糧中的害蟲

鏽赤扁穀盜從糧食的上部分佈到糧堆中部，穀蠹活動範圍較小一些，多發生於頂部60cm的中心部位，赤擬穀盜分佈與鏽赤扁穀盜相似。

Arbogast

和Mullen（1988）在美國研究了玉米在八年儲藏期中的9種害蟲的變化。