昆虫生态学

一、绪论1、可持续发展:它满足当代的需求而又不损害后代满足他们的需求的能力。2、生态学：研究生物有机体与其环境相互关系的科学。3、景观:是以类似方式重复出现的、相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质区域,这些生态系统构成景观中明显的斑块,这些斑块称景观要素。4、景观生态学:研究相关景观系统的相互作用、空间组织和相互关系的一门学科，即研究由相互作用的生态系统组成的异质地表的结构、功能和动态。5、生物圈:地球上全部生物和一切适合于生物栖息的场所。它包括岩圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。6、全球生态学:研究整个地球的生态问题的生态学分支。又称生物圈生态学。7、生态学研究的方法论野外研究。优点：直接观察，获得自然状态下的资料；缺点：不易重复。实验研究。优点：条件控制严格，对结果的分析比较可靠，重复性强，是分析因果关系的一种有用的补充手段；缺点：实验条件往往与野外自然状态下的条件有区别。数学模型研究。优点：高度抽象，可研究真实情况下不能解决的问题；缺点：与客观实际距离甚远，若应用不当，易产生错误。8、昆虫生态学:研究昆虫彼此之间以及与其环境之间相互关系的科学。9、昆虫生态学研究基本内容1昆虫与环境之间的关系；2昆虫种群生态学基本原理；3群落生态学的基本原理；4生态系统生态学的基本原理。10、昆虫生态学各分支学科昆虫分子生态学、昆虫生理生态学、昆虫行为生态学、昆虫化学生态学、昆虫进化生态学、昆虫数学生态学11、昆虫生态学的任务研究昆虫对不同生态环境的适应性及变异现象，分析昆虫种内、种间关系及其对环境条件反应的行为机制，研究昆虫种群在不同地域、环境和时间、空间内的数量动态规律，昆虫在所处群落和生态系统中的地位、作用，以及改变自然环境后昆虫生存和数量变动状况等，为环境保护、资源昆虫的保护利用、昆虫区系、预测预报、害虫综合治理等提供理论依据。二、昆虫的个体生态学（一）昆虫与环境的基本关系1、环境：在生态学中，环境是指除所研究的生物有机体外，周围的一切事物的总和。它包括空间以及直接或间接影响有机体生存和发展的各种因素。2、环境因子中一切对生物的生长，发育，生殖，行为和分布有直接或间接影响的因子则称为生态因子非生物因子:指生命周围的光、温、水、气、土壤等非生命的理化因子生物因子:指某一主体生物周围各等级层次的生物，包括同种生物的其他有机体和其他生物有机体。如食物、竞争者、天敌、同种个体、互利共生者。3、生物与环境的基本关系(1)生物与非生物环境关系的基本形式○1非生物环境对生物的影响。非生物环境因子对生物的作用形式体现在因子的质、量和持续时间3个方面○2生物改变其自身的结构、过程和功能以便与其生存环境相协调的过程。○3生物反过来对环境的影响和改变。(2)生物与生物环境的关系○1横向关系：主要表现为竞争、共生、合作、寄生、附生等。○2纵向关系：不同生命层次之间的关系。○3亲缘关系：母体与子代之间的遗传关系。4、生态因子对生物作用的基本特点(1.综合性：各种因子彼此联系、相互促进、相互制约，共同对生物产生影响。(2.不等性：不同因子对同一昆虫种群的作用存在差异，起决定作用的称为主导因子。(3.不可替代性和互补性：各因子各有其作用，彼此不能代替不过有时可以通过其他因子的加强得到局部补偿。(4.限制性：任何因子的过多或不足均会对昆虫生长发育产生不利影响。(5.阶段性：昆虫在生长发育的不同阶段，对生态因子有不同的需求。5、生物对生态因子的响应和耐受性(1)响应——生态幅和生态可塑性生态幅：昆虫能够耐受环境因子变化的范围。生态可塑性:昆虫对各种生态因子变化适应的程度。(2)耐受性——驯化○1李比希的最小因子定律：任何植物都需要一定种类和一定数量的营养物，如果其中有一种营养物完全丧失，植物就不能生存。如果这种营养物质数量极微，植物的生长就会受到不良影响。○2谢尔福德的耐受定律：一种生物对任何一种生态因子均有一定的忍受限度，超越这一限度，该因子即成为生物生长的限制因子.(3)特点(1生物可能对某一个因子耐受范围很广,而对另一因子耐受范围很窄；(2对各种生态因子耐受范围都很广的生物,它们的分布一般也很广；相反，对生态因子耐受范围很狭窄的生物，一般具有狭分布区的特征；(3当一种生物处在某种因子不适状态时,对另一因子的耐受能力也可能下降；(4自然界中有些生物实际上并不总在某一特定环境因子最适范围内生活。在这种情况下，可能有其他潜在的更重要的生态因子在起作用；(5环境因子对繁殖期生物的限制作用更为明显。(4)限制因子：生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，但是其中必然有一种和少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子，这些关键性因子就是所谓的限制因子。(5)关键因子：一般情况下，环境中必有一个或两个因子对生物生长、发育、繁殖或种群增长起关键作用，这种因子称为关键因子。（二）温度对昆虫的影响1、温度是昆虫进行积极的生命活动所必须的一个条件，直接影响代谢率、分布、活动、生长、发育、生殖、遗传、生存和行为等，间接影响寄主植物。2、范霍夫定律：温度对常温动物的影响与变温动物相反，在10～30℃范围内,其生理过程随温度的下降而加快。昆虫属于变温生物，在一定范围内,温度每升高10℃，其生理过程速度加快2～3倍。3、极端温度对昆虫的影响（1）低温对昆虫的影响(1)低温致死的原因一是在不是很低的温度(如0℃以上及左右)的致死作用：虫体内养分的过度消耗，体质虚弱，生理失调，长期不能恢复而导致死亡；二是0℃以下很低的低温的致死作用：有机体脱水或原生质结冰的机械作用，使细胞、组织破裂或破坏了原生质的氧化系统护与利用。(2)昆虫的过冷却现象过冷却：指昆虫的体液能够忍受0℃以下的低温而仍不结冰，当环境温度降到一定低温时，昆虫体液开始结冰，同时释放出热量，此时体温复升；当环境温度继续下降到一定限度时，则虫体结冰，此过程叫做昆虫体液的“过冷却现象”。过冷却点：昆虫体液过冷却与结冰导致其死亡之间的临界温度(3)昆虫的耐寒性昆虫体液的过冷却点不同其耐寒性不同：过冷却点越低，耐寒性越强。昆虫不同发育阶段和龄期其耐寒性不同；昆虫的生理状态不同耐寒力不同；昆虫同一发育阶段的虫体在不同季节内耐寒力有所不同。（2）高温对昆虫的影响(1)高温致死的原因引起昆虫体内水分过量蒸发而死亡：引起虫体内蛋白质凝固，蛋白质结构破坏而变形；引起酶系或细胞线粒体破坏而死亡：引起各种生理过程的不协调：引起神经系统的麻痹：(2)昆虫的耐热性：不同种类的昆虫其耐热性不同；同一种昆虫的不同虫态其耐热性不同；夏季高温出现的强度或延续的时间可导致昆虫死亡率的不同：4、温度与昆虫发育的关系：有效积温法则(1).基本原理和概念积温：昆虫在生长发育过程中，需从外界摄取一定的热量，其所摄取的总热量为一个常数，该常数称为积温。N：昆虫完成某一发育阶段所需要的时间；C：昆虫在启动生长发育所需要的最低温度。有效积温：昆虫在生长发育过程中所摄取有效温度的总和称为有效积温K=N(T-C)(2)有效积温法则：说明有效温度与昆虫发育历期间关系的定则,其含义为昆虫完成某一发育阶段所需要的发育起点以上温度的积加值为常数。T=C+KVV：昆虫完成某一发育阶段所需时间的倒数。5、有效积温法则的应用预测一个地区某种昆虫一年可能发生的世代数：预测昆虫在地理上的分布：预测昆虫的发生程度：预测昆虫的发生期：有利于天敌的保护与利用：6、应用有效积温法则需要注意的问题(1)有效积温法则只考虑了温度一个因素对昆虫的影响，在应用时应考虑其他因素的影响；(2)有效积温法则是以温度（T）与昆虫发育速率（V）呈直线关系为前提的，即T=C+KV,确切的说，温度与昆虫发育速率的关系是呈“S”型即logistic曲线型的；(3)对害虫发生期预测时常用的是气象台的气象资料，昆虫生活场所的温度与大气温度也有差异；有些昆虫的不同地理(食物）种群其发育起点与有效积温也不全相同；(4)昆虫发育起点和有效积温的测定一般是在恒温培养箱中进行的，其发育历期与自然变温情况是不同的；(5)有效积温法则对迁飞性和生理上有滞育习性的昆虫在此期间不适用。（三）湿度和降雨对昆虫的影响1、降水对昆虫的影响D降水增加了空气和土壤含水量而影响昆虫的生长、发育、生存和繁殖：D降水是一些昆虫生存的重要条件D降水也常是直接杀死昆虫的一个因素D降水时间、强度和频率的不同对昆虫的影响也不同2、季节性温湿度对昆虫影响的一般特点(1.秋冬季昆虫准备越冬或刚进入越冬状态时，低温高湿则虫体含水量较高，过冷却点也相应提高，耐寒性减弱，越冬死亡较多；但进入越冬阶段后，高湿有利于保持体内水分平衡，也有利于春季昆虫的出蛰。(2.秋冬季低温干旱，虫体含水量较少，过冷却点降低，昆虫耐寒性强，越冬死亡较少。(3.春季虫体解除滞育后，气温回暖又遇春雨多，由于虫体内代谢开始增快，含水量增加，如遇突然寒流则由于抗寒性弱，死亡多。(4.夏季高温高湿，则虫体蒸发慢，体内代谢快，发育历期短，成虫寿命一般较长，总繁殖量增大，但不是好湿的种类也易热死。(5.夏季高温干旱，特别是温度过高或高温持续时间较长时，则虫体蒸发快，体内代谢较慢或受到抑制，发育延迟，容易热死，成虫寿命短，总繁殖量较少。（四）光、大气和土壤对昆虫的影响1、光因子的生态意义○1光质即光谱波长对昆虫的趋光性有着直接的影响（昆虫可见波长范围在250一700nm之间，对紫外光敏感，而对红外光不可见、蚜虫对黄色有正趋性，对银灰色、黑色有负趋性。）○2光质与昆虫的体色变异有关：○3光强度影响昆虫昼夜活动、交尾、产卵等行为夜间活动型：小地老虎、粘虫、棉铃虫等夜蛾科、金龟甲和一些甲虫的成虫；白天活动型：蝶类、一些双翅目、同翅目、膜翅目昆虫；黄昏活动型：小麦吸浆虫等；昼夜活动型：某些天蛾、天蚕蛾成虫或家蚕、柞蚕幼虫、蚂蚁等○4光周期常作为一种信息作用对昆虫的行为产生影响：昆虫的季节生活史、滞育特性、世代交替、蚜虫的季节性多型现象等。昆虫对生活环境光周期变化节律的适应所产生的各种反应称为光周期反应。2、大气的生态意义(1)通过影响植物光合作用、化学成分、形态结构等直接影响昆虫的食物数量和质量，进而影响昆虫的生长、发育、繁殖、竞争和分布等：大气污染物（如SO2、O3、NO、NO2、HF）和CO2通过对植物形态结构、营养和次生物质组成和代谢的影响，而对植食性昆虫产生影响。如：CO2浓度升高对昆虫的影响。○1高浓度CO2可对昆虫的呼吸代谢和体内某些生理活动产生影响。○2CO2升高可改变寄主植物组织中化学成分的组成与含量，影响植食性昆虫，并通过食物链影响其天敌。○3CO2升高将引起温室效应，导致气候变暖，降雨分配不均，灾害性天气出现频次增加等一些变化，进而影响昆虫的分布区扩大、发生世代数增加、生物学和生态学特性改变等。(2)气流和风对昆虫种群的扩散迁移，尤其是远距离的迁飞，具有重要意义3、土壤因子对昆虫的影响○1土壤理化性质，包括温度、湿度、接卸组成、化学组成等，对昆虫活动、分布、存活等产生影响○2土壤生物因子对昆虫活动产生影响：○3土壤重金属污染物对昆虫产生影响：○4土壤中杀虫剂对昆虫产生影响：亚致死可导致抗药提高（五）生物环境对昆虫的影响(食物、天敌)1、食物对昆虫的影响：提供昆虫生命活动所需营养物质的主要能量，没有食物，昆虫就不能够生存；食物对昆虫生长、发育、繁殖和寿命都产生重要的影响：食物对昆虫的食性产生影响：2、昆虫的食性昆虫的食性：昆虫在自然情况下的取食习性，包括食物的种类、性质、来源和获取食物的方式。食性专门化：在长期的演化过程中，昆虫形成了对食物一定的选择性，同一种昆虫常常只选择取食某一类食物，称为食性专门化。分类；按照食物的来源与性质：植食性、肉食性、腐食性、尸食性、粪食性、杂食性按照取食食物范围的广狭：单食性昆虫：高度特化的食性，仅以一种或极近缘种的少数几种植物或动物为食；三化螟、褐飞虱、家蚕、豌豆象、马尾松毛虫寡食性昆虫：取食少数属的植物或嗜好其中少数几种植物或动物的昆虫；菜青虫、杨雪毒蛾多食性昆虫：以多种亲缘关系疏远植物或动物为食的昆虫；飞蝗、棉铃虫、玉米螟、舞毒蛾意义：指导害虫