第六篇昆虫生态学.ppt

《第六篇昆虫生态学.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六篇昆虫生态学.ppt（69页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第六篇 昆虫生态学,6.1 概说,生态学Ecology的定义 生态学的研究对象与分支 昆虫生态学,6.1.1 生态学Ecology的定义,Haeckel(1866) 研究生物生活过程中与环境相互关系的科学。 Odum 研究生态系统和功能的科学。 （1956） 综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学。（1977） 马世骏（1980） 研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理的科学。,6.1.2 生态学的研究对象与分支,6.1.2.1. 研究对象：生物系统Biosystem 生物与环境相互联系、相互作用，构成的统一整体。,6.1.2.2 分支学科(依研究对象划分),组织层次： 分子生态学、

2、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学和全球生态学 生物学类群： 动物生态学、植物生态学、微生物生态学 生境 陆地生态学、海洋生态学、淡水生态学、淡水生态学、草原生态学、岛屿生态学等 生命现象的本质： 数学生态学、化学生态学、物理生态学、能量生态学、进化生态学等 应用方面： 农业生态学、森林生态学、资源生态学、环境生态学、污染生态学、城市生态学、工程生态学。,6.1.3 昆虫生态学,6.1.3.1 什么是昆虫生态学？ 昆虫生态学是昆虫学的一个分支，是研究昆虫与环境相互作用机理与规律的科学。 研究昆虫和周围环境条件相互关系的科学，了解种群、群落和生态系统中的有关因子之间的关系，目的是

3、为了害虫的预测预报和综合防治。,6.1.3.2 昆虫生态学的若干分支,昆虫分子生态学 昆虫个体生态学 昆虫数学生态学 昆虫化学生态学 昆虫种群生态学 ,6.2.1 生态系统 6.2.1.1 种群population 在同一生境内生活、生殖、繁衍的同种生物个体的集合。 6.2.1.2 生物群落community 在一个生活环境内各个种群的总合。,6.2 生态系统和农业生态系统,种群与群落的 关系图解,6.2.1.3 生态系统ecosystem 是英国生态学家Tansley于1935年首先提出的，指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位

4、。它把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的统一整体。,生态系统有四个主要的组成成分。即非生物环境、生产者、消费者和还原者。 非生物环境 包括：气候因子，如光、温度、湿度、风、雨雪等；无机物质，如C、H、O、N、CO2及各种无机盐等。有机物质，如蛋白质、碳水化合物、脂类和腐殖质等。 生产者(producers)： 主要指绿色植物，也包括蓝绿藻和一些光合细菌，是能利用简单的无机物质制造食物的自养生物。在生态系统中起主导作用。 消费者(consumers)： 异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。 分解者(decomposers)： 异养生物

5、，主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性动物。它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物，吸收某些分解产物，最终能将有机物分解为简单的无机物，而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用。,陆地生态系统结构示意图,6.2.2 农业生态系统,6.2.2.1 什么是农业是生态系统 农业生态系统是指在人类农业活动参与下所形成的生态系统。 6.2.2.2 农业生态系统的特点 结构、层次上的单一化取代了自然生态系统中的物种多样性 食物链易变化 害虫易成灾,6.2.3 害虫种群管理,6.2.3.1 几种指标 经济损失允许水平(经济损害水平) eco-nomic inju

6、ry level (EIL): 是一个临界的害虫密度，在这个密度时实施人工防治的成本刚好等于由于防治而得到的经济收益。,EIL,虫害密度,防治成本,时间,经济损失允许密度 害虫经济损失允许水平下的害虫密度。,EIL,虫害密度,防治成本,时间,ET,经济阈值economic thresholds (ET) 也是一个害虫密度，在此密度时应实施防治，以防止害虫种群数量超过经济损害水平。简单地说，经济阈值就是在经济损害水平的基础上加上适当的保险系数。,平衡位置general equilibrium position (EP) 就是在自然条件下，害虫较长时间内的平均种群密度。,EP,虫害密度,时间,6.

7、2.3.2 主要害虫、次要害虫、常发性害虫和偶发性害虫,主要害虫 平衡位置处在经济损害水平EIL以上的 常发性害虫 平衡位置经常处在经济阈值附近的，也可称为主要害虫 次要害虫 平衡位置经常处在经济阈值以下的，又称为潜在害虫 偶发性害虫 平衡位置有时达到经济阈值的，也可称为次要害虫,ET经济阈值(害虫防治密度，低于EIL); EIL经济损害水平(防治成本等于防治收益); EP平衡位置(自然状况下害虫种群密度),主要害虫,常发性害虫,次要害虫,偶发性害虫,6.3 昆虫与环境,6.3.1 环境与生态因子 6.3.1.1 环境 environment 是某一特定生物体或生物群体以外的空间中直接或间接影

8、响着生物体或生物群体生长的一切事物的总和。 大环境： 宇宙环境、地球环境、区域环境。影响着生物的分布、化性、种群的周期性大变动。 小环境及内环境 影响生物的生存质量和数量。,6.3.1.2 生态因子及其作用特点,生态因子ecological factors 环境中对某一特定的生物体或生物群体的生长、发育、生殖、分布等直接或间接影响的环境要素。 生态因子作用的一般特征： 综合性 各种环境因子互相联系和互相制约，任何一种生态因子发生变化，都会影响其他因子不同程度的变化。 不等性 总是有一些因子起主导任作用，称为主导因子。 不可替代性 每个因子都有各自的作用特点，如果缺少某个因子，特别是主导因子时，

9、会影响作用对象的正常生长发育。 补尝性： 生态因子在总体上不可替代，但在局部上是可以补偿的 (无鱼，肉亦可) 。 限制性 任一种生态因子，其量过多或少对作用的对象都将产生不利影响 阶段性 作用于某个特定的阶段,6.3.2 气候因子,气候因子 温度 湿度 光 风等,6.3.2.1 温度对昆虫生长发充的影响 6.3.2.1.1 温区的概念 昆虫在由高到低的不同温度区段内表现出不同的生命活力，这些特定的温度区段称为温区。,50,40,30,20,10,0,-10,-30,6.3.2.1.2 有效积温法则 概念 积温 生物在生长发育过程中须从外界摄取一定的热量，其完成某一发育阶段所摄取的总热量为一常数

10、。Reaumer (1735) 有效积温: 发育起点以上的温度是有效温度，生物在生长发育过程中从外界摄取发育起点以上温度的总和称为有效积温。,N(T-C)=K N：完成生长发育阶段所需要的时间 T：该期平均温度 K：为常数 C：发育起点温度,一般通过室内实验，可得到在不同温度（T1, T2, T3, , Tn）条件下昆虫各发育阶段的发育时间（D1, D2, D3, , Dn），并计算出各自的发育速率（V1, V2, V3, , Vn），按照统计学上的“最小二乘法”可求出昆虫的发育起点温度（C）和有效积温（K）为：,有效积温的应用 推测一种昆虫的地理分布界限 推测一种昆虫在不同地区可能发生的世代

11、数 预测和控制昆虫的发育期,6.3.2.1.3 低温对昆虫的影响及昆虫耐寒性 低温引起昆虫死亡的主要原因 代谢消耗和生理失调 体液结冰,过冷却点和体液冰点 当外界温度降低时，昆虫的体温也随着下降，当下降至0以下的一定低温时，昆虫体温突然上升，上升至接近0而后又继续下降至与环境温度相同为止。过冷却点即为昆虫体温突然开始上升的温点；体温上升后再下降的温点称为体液冰点。,昆虫过冷却点和冰点,体液冰点,过冷却点,6.3.2.2 湿度、降水对昆虫的作用,6.3.2.2.1 昆虫对湿度的要求 水是发生积极生命活动所必需的条件之一。 水生昆虫、土栖昆虫、蛀果、钻茎昆虫等对湿度要求高 其它昆虫对湿度的要求各不

12、相同,6.3.2.2.2 湿度对昆虫的影响 生长发育 性成熟 生殖力 寿命 6.3.2.2.3 降水对昆虫的影响 提高空气湿度 影响土壤含水量 是一些昆虫生长发育过程中的重要条件 降雪可以提高土温 可以直接杀死昆虫 影响昆虫的活动,6.3.2.3 温、湿度的综合作用 温湿系数Qw： R.H.：相对湿度 T：平均温度,6.3.2.4 光对昆虫的影响,辐射热 光的强度 光的波长 光周期,光的波长 人眼可见光的波长范围：800-400nm 红（800-700nm） 橙（700-600nm） 黄（600-550nm） 绿（550-500nm） 蓝（500-460nm） 紫（460-400nm） 长于红

13、光的称为红外光，短于紫光的称为紫外光。,800,700,650,600,550,500,400,297,人的辨色能力和蜜蜂的视觉光区比较,光周期 昼夜中的光、黑相互交替，形成了不变的序列变化光周期的日变化 一年中，白昼和黑夜的长短变化光周期的年变化。 生物对光周期相适应而形成“生物钟”。,6.3.2.5 风对昆虫的影响 风与蒸发量的关系甚大，从而对湿度产生影响 影响昆虫的迁移、传播 昆虫对强风的适应,6.3.3 生物因子,6.3.3.1 生物因子作用的特点 非全体性 密度制约性 相互性 不等性(低抗力),6.3.3.2 食物,食物对昆虫的影响 幼虫取食不同食料与营养的积累有关。 幼期取食的营养

14、物质进一步作用于蛹和成虫, 影响成虫的生殖力。 成虫期继续取食, 补充营养以完成性器官的发育和卵的继续形成有关。,昆虫对植物的选择 产卵选择 取食选择 营养选择 特殊物质的选择,植物的抗虫性(抗虫三机制) 不选择性 不(少)产卵, 不(少)取食 抗生性 缺乏昆虫生长发育的全面营养或特殊物质, 含有毒物质. 耐害性 遭虫害后有很强的增长能力以补偿能力.,6.3.3.3 天敌,昆虫的天敌大致可分为 病原微生物 天敌昆虫 其它捕食性天敌,6.3.3.3 天敌,病原生物： 病毒 应用病毒防治害虫时，用量小，专一性好，不会杀死害虫天敌。 核多角体病毒 颗粒体病毒（鳞翅目幼虫） 质多角体病毒（鳞翅目、双翅

15、目、膜翅目、脉翅目等的幼虫） 多形体病毒（直翅目昆虫）,立克次体：介于病毒和细菌之间的生物 目前报道最多是鳃金龟微立克次体Rickettsiella mellolonthae 能引起多种金龟子的大量死亡。 可生长于虱子肠壁表皮细胞胞质内的普氏立克次体，但如果进入人体内时，却是严重的斑疹伤寒病原。,细菌 昆虫致病菌可分为不形成芽孢的无芽孢杆菌和形成芽孢的芽孢杆菌。芽孢杆菌中还可以分为不形成伴孢晶体的和形成伴孢晶体的两个大类群。 无芽孢杆菌 ：寄主范围广（鞘翅目、鳞翅目、双翅目、膜翅目和直翅目等） 不形成伴孢晶体的芽孢杆菌：可寄生于鞘翅目、膜翅目、鳞翅目的许多昆虫 形成伴孢晶体的芽孢杆菌：苏云菌杆

16、菌，简称Bt。杀虫范围广，用于防治多种鳞翅目害虫效果相当显著。我国大量生产的青虫菌、杀螟杆菌、7216等都属于Bt的变种。,真菌 通过昆虫体壁（有时是节间膜或气门）进入虫体。当真菌的孢子或菌丝接触虫体后，在体壁上发芽而穿入体内，在体内发生很多菌丝，贯穿入各个组织而引起昆虫死亡。 虫草属 白菌僵 绿僵菌,原生动物 最常见的是家蚕微粒子病的家蚕微孢子虫，蜜蜂幼虫腐烂的蜜蜂微孢子虫。 一些原生动物与昆虫共生。白蚁消化道内的鞭毛虫，能分泌消化植物纤维素的酶。 线虫 索线虫：幼虫生活在水中或土中 新线虫：幼虫生活在腐烂的动物或植物中,天敌昆虫 大致可分为捕食性天敌和寄生性天敌两大类。 捕食性天敌：涉及1

17、8个目，近200个科。 澳洲瓢虫自澳洲引进50多个国家和地区，在防治吹绵蚧上 取得了显著的效果。 寄生性天敌 按寄生部位：内寄生和外寄生 按寄主发育期 卵寄生(赤眼蜂科、黑卵蜂、平腹蜂科、缨小蜂科) 幼虫寄生 蛹寄生 成虫寄生,寄生性天敌按其寄生形式来分： 单寄生：一个寄主体内只有一个寄生物。 多寄生：一个寄主体内可寄生两个或两 个以上同种的寄生物 共寄生：一个寄主体内有两种或两种以上的寄生物同时寄生。 重寄生：也是在寄主体内寄生两种以上以食物链形式寄生的寄生物，即第1种寄生物寄生物寄主体内，第2种寄生物又在第上种寄生物上寄生。第一种寄生物称为原寄生物，第二种生物称为重寄生物。,其他捕食性天敌

18、 蜘蛛 蟾蜍和蛙 鱼类 鸟类 兽类,6.3.4 土壤因子,土壤是生物的一个特殊环境，也是生态系的重要组成部份。据估计，大约有95%的昆虫种类与土壤环境发生或多或少的直接关系。土壤气候、土壤的理化性质、土壤生物都会对昆虫种群产生影响。,6.3.4.1 土壤气候,土壤气候主要组成因素是温、湿度。 土壤温度： 土温的日变化及年变化 土壤湿度： 包括土壤空隙的空气湿度和土壤含水量, 沙质土的饱和含水量小于腐殖质丰富的土。,土壤三态（固态、气态和液态）构成土壤的特殊物理性质。固态是指土壤粒子的大小、结构。 葡萄根瘤蚜：团粒疏松土壤或石砾土 番薯象鼻虫：黏土 蝼蛄：沙质土或沙质壤土 土壤酸碱度： 一些叩甲

19、科种类幼虫适于生活在酸性土壤中，另一些却适于生活中性或微碱性的土壤中。,6.3.4.2 土壤的理化性状,6.3.4.3 土壤生物,土壤中的昆虫数很多： 1953年，四川南部一个县的小麦吸浆虫，每平方米土壤中有2335头，相当于每公顷93.4万头。 阔叶林土壤中，每平方米有弹尾虫10万头。 土壤中的线虫和一些细菌分泌的毒素两杀死昆虫。,6.4 昆虫的地理分布,6.4.1 世界陆地动物地理区划 古北区Palaearctic Region：欧洲全部、非洲北部，地中海沿岸和红海沿岸，以撒哈拉大沙漠与非洲区分界；以及亚洲大部分，以喜马拉雅山脉至黄河、长江之间的地带而与东洋区相连。,东洋区Oriental

20、 Region:又称印度-马来亚界。自亚洲的喜马拉雅山脉至黄河、长江之间的地带以南，包括亚洲南部的半岛及岛屿。,非洲区African Region：撒哈拉大沙漠及以南的非洲地区，阿拉伯半岛南部和马尔加什。,澳洲区Australian Region：澳洲及接近澳洲大陆的岛屿。,新北区 Nearctic Region：北美（及格陵兰）,新热带区Neotropical Region：中美、南美及其所属岛屿。,6.4.2 影响昆虫地理分布及 害虫危害地带形成的环境条件,地形地貌 海洋、沙漠、山脉、大面积不同植被等自然障碍，阻隔了昆虫的传播和蔓延 气候条件 温度 土壤条件 人类活动的影响,6.5 昆虫的

21、种群与种群系统,6.5.1 有关种群数量动态的特征 种群密度 单位空间内的昆虫个体数。常用表示法：每亩虫数、每株虫数、百丛虫数、百叶虫数。 种群出生率 种群数量增长的固有能力。单位时间内种群新出生的个体数。 生理出生率 生态出生率。,种群死亡率 单位时间内种群死亡的个体数。 生理死亡率 生态死亡率。 种群增长率 特定时间内，特定的生态条件下，种群的消长情况。 在理想条件下，允许种群无限制地增长时的种群出生率称为内禀自然增长率。 种群迁移率 一定时间内，种群的迁出数量与迁入数量之差占总体的百分率。 种群平均寿命,性比 雄虫个体数量和雌虫个体数量的比值。 年龄组配 昆虫种群中各年龄组（各虫期、各虫态）个体数相对比例。,6.5.2 种群结构特征,6.5.3 种群的增长模型,连续增长模型 无限环境中的增长指数增长 有限环境中的增长“S”型增长，也即逻辑斯蒂增长,6.5.4 昆虫的空间分布,均匀分布（正二项分布） 种群内的个体分布稀疏而均匀，其个体出现的几率与不出现的几率相等或近相等。 随机分布（普瓦松分布） 种群生境空间中个体所占有的概率是相等的，个体之间具有相互独立性，不相互吸引或排斥 聚集分布 种群内个体不相互独立，而具有明显的聚集现象，种群内一个的存在会影响其他个体在同一取样单位内出现的几率 负二项分布（嵌纹分布） 奈曼分布（核心分布）,均匀分布,随机分布,负二项分布,奈曼分布,