昆虫生态2.

1第二章昆虫个体生态学第一节环境的定义第二节非生物环境因子对昆虫个体的影响第三节生物环境因子对昆虫个体的影响第四节昆虫对环境因子的适应对策2第一节环境的定义二.环境的定义生态学的环境指除研究的生物有机体外的周围其它所有因素的总和。包括空间以及可直接或间接影响有机体生活和发展的各种因素。3第一节环境的定义三.环境因子的类别非生物环境和生物环境:气候、土壤(非生物因子);捕食、竞争、寄生、共生(生物因子)密度制约因子和非密度制约因子:食物、天敌、气候和土壤等。条件因子和资源因子:有机体能否消耗？能被有机体消耗的为资源因子,不能消耗的为条件因子。可控因子和不可控因子4一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则K＝N(T-C)K为有效积温，单位为日度；N为发育历期，单位为天；T为环境温度；C为发育起点温度。昆虫完成一定发育阶段（1个虫期或一个世代）需要一定的温度积累，即发育所需时间N与温度T的乘积，理论上对某一种昆虫常是一个常数K（总积温），这个温度与发育速度关系的法则，称为有效积温法则。5一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则K＝N(T-C)V＝1/NT＝C+K/NT＝C+KVNVT6一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则求发育起点和有效积温的方法a.室内恒温法在室内设置不同温度梯度，记载所饲养昆虫各虫态发育历期，然后利用上述公式计算C和KK=N1(T1-C)K=N2(T2-C)两种温度组合下测定法：7一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则求发育起点和有效积温的方法5组或5组以上温度组合测定法（直线回归法）：T=KV+C温度T历期（天）N速率VT1N1V1T2N2V2T3N3V3T4N4V4T5N5V58K和C的标准差SK，SC估计方法：一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则求发育起点和有效积温的方法9一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则求发育起点和有效积温的方法b.自然变温法在自然条件下，连续分批饲养昆虫，记载各虫态发育历期，后利用国家气象站的平均温度，求C和K10一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则应用a.预测某种害虫在某一地区全年发生代数世代数=某地一年的总有效发育积温总和/某虫完成1代所需的有效积温如：小地老虎完成一代需积温K1=504.7日度该年总有效积温K=2220.9日度发生代数=K/K1=2220.9/504.7=4.54代实际发生4-5代11一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则应用b.控制发育进度饲养昆虫为某些特定实验，需要控制发育进度，控制在发育起点温度以下保存。如：工厂化生产赤眼蜂12一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则应用c.预测害虫发生期N=K/（T-C）13一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则应用d.预测害虫在地理上分布的北限。只有全年有效积温之和，大于昆虫完成1个世代所需的总积温的地区，这种昆虫才能发生。14一.温度对昆虫个体的影响1.温度对昆虫生长发育的影响1).有效积温法则局限性a.该法则是以发育历期与温度呈直线关系为前提，如果不是就会产生误差，如高低温，实际上S型b.发育速率还取决于其他因素，如食料，湿度等c.实验一般在室内恒温的条件下测得，与外界变温条件下生活的昆虫发育有一定差距d.一年严格发生1代的专性滞育的昆虫、多年发生1代的昆虫和具有定向迁飞习性而在本地不能越冬的昆虫，利用有效积温法则推测其一年发生代数则无意义15一.温度对昆虫个体的影响2.温度对昆虫生存的影响2).低温的致死作用过冷却现象昆虫体液下降到0℃仍不结冰的现象俄国物理学家BaxmateoB，1898年，热电偶法，大戟天蛾蛹的结冰点过冷却过程死亡点过冷却点：昆虫体液开始结冰时的体温结冰点：昆虫体液大量结冰时的体温16一.温度对昆虫个体的影响2.温度对昆虫生存的影响2).低温的致死作用影响昆虫过冷却点的因子A.昆虫的发育阶段B.昆虫的体重C.昆虫体内水分、脂肪、糖分及多元醇的含量D.昆虫所处的生理状态E.昆虫体内的冰核蛋白（INPs)、脂蛋白（LPs)、耐冻蛋白（AFPs)、冰核微生物的存在17二.湿度对昆虫个体的影响4.温度和湿度的综合作用1）、温湿系数Q：相对湿度R.H.与平均温度T的比值或降雨量M与平均温度T的比值Q=R.H./T或Q=M/T用以比较不同地区、不同月份、不同年份的气候特点，以便分析害虫发生与气候条件的关系18五.昆虫所处的小气候Micro-climate小气候是指近地面大气层约1.5m范围内的微细气候。如植物生长及昆虫生存地范围内的气候。小气候与大气候(Macro-climate)相差较大。如盛夏大气温度达38℃时，稻褐飞虱所处的小气候温度仍可保持在28℃或以下。不同地段、作物种类和长势影响小气候。昆虫直接生活在小气候环境中。农田小气候直接影响昆虫的生存、发育、繁殖、种群密度及寄生物与寄主关系。在害虫管理和测报中应依害虫小气候的差异作出不同的决策。19第三节生物环境因子对昆虫个体的影响一、食物链与食物网食物链Foodchain:各生物之间通过取食与被取食所形成的彼此相连的关系。实例：水稻-二化螟-稻螟赤眼蜂水稻-褐飞虱-蜘蛛-青蛙-蛇-……链节数最少是3个，最多可达5-6个。食物网Foodweb:由许多彼此有共同食物节点的食物链所组成的食物网络。食物网是物质循环与能量流动的方式。20第三节生物环境因子对昆虫个体的影响一、食物链与食物网1.研究食物网的主要方法：直接观察法(摄像机）；人为供饵法；田间采集、室内饲养法；肠胃解剖法；捕食痕迹观察法；免疫学法和标记示踪法。2.研究食物网的意义合理地利用生态系统中的物质与能量，并使之流向于对人类有利的方向。达到资源的有效应用。指导生物防治、农作物布局、动植物的保护21作用类型A物种B物种事例竞争作用Competition--棉铃虫-棉红铃虫捕食作用Predation+-草蛉-棉蚜寄生作用Parasitism+-稻黄赤眼蜂-二化螟中性作用Neutral00蜻蜓-稻纵卷叶螟偏害作用Amensualism0-蚜虫-红蜘蛛偏利作用Commensualism0+蚜虫-蚂蚁两物种间的互作类型：+表示对该种群有利，-表示对该种群不利，0表示无影响。第三节生物环境因子对昆虫个体的影响二、生物关系22第三节生物环境因子对昆虫个体的影响三、竞争关系竞争关系：利用相同有限资源的个体间发生的相互作用关系。发生于利用相同资源的种间和种内个体之间。最终结果：一方灭亡另一方存活，或生态位发生分离。种内竞争Intraspecificcompetition：发生在相同物种的不同个体间。拥挤、资源短缺时常发生。结果：种群死亡率增高，繁殖力降低，或者发生迁移和领域的扩张。在植物间则出现个体自身疏化（Self-thinning)。23第三节生物环境因子对昆虫个体的影响三、竞争关系密度制约效应Effectofdensitydependence种群的实际增长率随种群密度增大而下降的现象霍华德和菲斯克(HowardandFiske,1977)对舞毒蛾和棕尾毒蛾的经典研究。24第三节生物环境因子对昆虫个体的影响三、竞争关系密度制约效应密度制约逆密度制约100死亡率%种群密度非密度制约灾难性平均值25第三节生物环境因子对昆虫个体的影响三、竞争关系Interspecificcompetition不同物种利用相同的有限资源时所发生的种间相互作用。经典事例：两种硅藻共存时的生长情况种间竞争26第三节生物环境因子对昆虫个体的影响1．影响的不均匀性。生物因素在一般情况下，只影响昆虫的某些个体。2．密度制约效应。生物因素对昆虫影响的程度，与昆虫种群个体数量关系密切。四、生物因素对昆虫作用的特点（区别于非生物因素）：3．生物因素对昆虫的影响则是相互的。天敌与被取食者的关系。4．生物因素受非生物因素的影响。非生物因素可以通过生物因素对某种昆虫产生间接的影响。27第四节昆虫对环境因子的适应对策一、昆虫的休眠和滞育昆虫在不良环境条件下表现出生长发育停止、新陈代谢下降的反应。休眠(dormancy)：个体发育过程中产生的一种暂时性的适应。解除条件：休眠随不良条件的消除而解除；28滞育(diapause)：系统发育过程中形成的一种内在较稳定的遗传适应性。解除条件：滞育不随不良条件的解除而消除，它必须经过一固定程序的作用，如低温作用、光照、化学药剂等才会解除。第四节昆虫对环境因子的适应对策一、昆虫的休眠和滞育29第四节昆虫对环境因子的适应对策一、昆虫的休眠和滞育滞育的虫期或虫态因种而异，有兼性与专性两类兼性滞育(facultativediapause)：不确定性滞育或任意性滞育。滞育不出现在固定虫态，随地理条件、季节性气候、食物等因素变动。多数为多化性害虫，往往在倒数第二代中一部分个体滞育，另一部分继续发育，形成局部下一代。30第四节昆虫对环境因子的适应对策一、昆虫的休眠和滞育专性滞育(obligatorydiapause)：确定性滞育。滞育出现在固定的世代和虫期，为一化性滞育昆虫，个体发育中不论外界环境如何变化，按时进入滞育。31第四节昆虫对环境因子的适应对策二、昆虫的扩散和迁飞1.定义扩散dispersal：昆虫在个体发育中日常的在小范围内的分散或集中。迁飞migration：昆虫成群地从一个发生地长距离地迁移到另一个发生地。32第四节昆虫对环境因子的适应对策二、昆虫的扩散和迁飞2.扩散类型主动扩散：虫源地——临近作物区被动扩散：吐丝下垂，风力作用飘移趋性扩散：对取食和产卵场所的选择性•三化螟趋于分蘖期和孕穗期水稻上产卵；•稻苞虫白天到棉花和瓜类植上取食花蜜，夜晚到稻上产卵；•豆天蛾白天集中到玉米、高粱地栖息，夜间到豆田产卵。33第四节昆虫对环境因子的适应对策二、昆虫的扩散和迁飞3.迁飞类型①无固定繁育基地的连续迁飞型：粘虫、草地螟、稻纵卷叶螟、褐飞虱、白背飞虱。②单程迁飞，又称Piedpiper效应(有去无回的迁飞)：迁出后不能回迁原地。草地螟、粘虫。③双程迁飞：当年迁出后当年又返回。BPH、WBPH、稻纵卷叶螟。④有固定繁育基地的迁飞型：飞蝗。⑤越冬或越夏迁飞型：七星瓢虫、异色瓢虫、稻水象、棉蚜等。34第四节昆虫对环境因子的适应对策二、昆虫的扩散和迁飞4.迁飞昆虫种群特征①种群数量长期具有季节性突增和突减现象。②在大区域内种群有同期突发现象。③种群上下代发育进度不吻合。④雌虫卵巢发育不连续（迁飞发生在卵巢发育的前期）⑤高山网、航捕、海捕能捕到大量有季节性的虫源。⑥标记回收可远距离回收到标记虫源。⑦昆虫雷达可监测到高空过境虫源35第四节昆虫对环境因子的适应对策三、生物钟1.定义生物的生理机能和生活习性受着内在的、具有“时钟”性能的生理机制的控制，这种生理机制称为“Biologicalclocks”生物钟是生物对地球自转和公转所引起的光暗、昼夜变化、气候季节性变化、潮汐和月周期变化的一种适应对策。实例：蛾类夜晚活动，蝶类白天活动；稻纵卷叶螟夜间羽化等行为。36第四节昆虫对环境因子的适应对策趋性taxes；一般与向性很难区分，但趋性主要是低等动物趋向刺激发源地的行为。如：蝴蝶受捕飞蛾扑火四、昆虫的基本行为适应37第四节昆虫对环境因子的适应对策反射reflexes；昆虫通过神经系统对刺激所发生的有规律的反应，比较定型的，非条件反射，即对刺激只有一种不变的反应能力，有固定的遗传性。四、昆虫的基本行为适应38第四节昆虫对环境因子的适应对策本能instincts；昆虫可遗传的较固定的物种特性，无需外界刺激。四、昆虫的基本行为适应39第四节昆虫对环境因子的适应对策四、昆虫的基本行为适应学习learning后天的多次经历或刺激产生经验，反映在行为上的变化觅食、求偶、逃避天敌、寻找回巢路。