昆虫生态学

第六篇昆虫生态学第六篇昆虫生态学第2页/共68页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第六篇昆虫生态学第3页/共68页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。第六篇昆虫生态学第4页/共68页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。第六篇昆虫生态学第5页/共68页6.1.2.2分支学科(依研究对象划分)组织层次：分子生态学、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。第六篇昆虫生态学第6页/共68页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，目的是为了害虫的预测预报和综合防治。第六篇昆虫生态学第7页/共68页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……第六篇昆虫生态学第8页/共68页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第六篇昆虫生态学第9页/共68页种群与群落的关系图解第六篇昆虫生态学第10页/共68页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。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。第六篇昆虫生态学第11页/共68页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，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。第六篇昆虫生态学第12页/共68页陆地生态系统结构示意图第六篇昆虫生态学第13页/共68页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害虫易成灾第六篇昆虫生态学第14页/共68页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-nomicinjurylevel(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第六篇昆虫生态学第15页/共68页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。第六篇昆虫生态学第16页/共68页EIL虫害密度防治成本时间ET经济阈值economicthresholds(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。第六篇昆虫生态学第17页/共68页平衡位置generalequilibriumposition(EP)就是在自然条件下，害虫较长时间内的平均种群密度。EP虫害密度时间第六篇昆虫生态学第18页/共68页6.2.3.2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，也可称为次要害虫第六篇昆虫生态学第19页/共68页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第六篇昆虫生态学第20页/共68页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。第六篇昆虫生态学第21页/共68页6.3.1.2生态因子及其作用特点生态因子ecologicalfactors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，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第六篇昆虫生态学第22页/共68页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。第六篇昆虫生态学第23页/共68页温度温区昆虫对温度的反应致死高温区短时间内死亡亚致死高温区热昏迷高适温区适温区随温度增高，死亡率增大最适温区消耗能量小，死亡率最低低适温区随温度降低，死亡率增大亚致死低温区冷昏迷致死低温区短时间内死亡50403020100-10-30第六篇昆虫生态学第24页/共68页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。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)=KN：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：发育起点温度第六篇昆虫生态学第25页/共68页一般通过室内实验，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：第六篇昆虫生态学第26页/共68页有效积温的应用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数预测和控制昆虫的发育期第六篇昆虫生态学第27页/共68页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体液结冰第六篇昆虫生态学第28页/共68页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。第六篇昆虫生态学第29页/共68页-12℃0℃T1T2昆虫过冷却点和冰点体液冰点过冷却点第六篇昆虫生态学第30页/共68页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相同第六篇昆虫生态学第31页/共68页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影响昆虫的活动第六篇昆虫生态学第32页/共68页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THRQw..第六篇昆虫生态学第33页/共68页6.3.2.4光对昆虫的影响辐射热光的强度光的波长光周期第六篇昆虫生态学第34页/共68页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）长于红光的称为红外光，短于紫光的称为紫外光。第六篇昆虫生态学第35页/共68页红橙黄绿蓝紫蜜蜂可见光区800700650600550500400297人的辨色能力和蜜蜂的视觉光区比较第六篇昆虫生态学第36页/共68页光周期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”。第六篇昆虫生态学第37页/共68页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昆虫对强风的适应第六篇昆虫生态学第38页/共68页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)第六篇昆虫生态学第39页/共68页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。第六篇昆虫生态学第40页/共68页昆虫对植物的选择产卵选择取食选择营养选择特殊物质的选择第六篇昆虫生态学第41页/共68页植物的抗虫性(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.第六篇昆虫生态学第42页/共68页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其它捕食性天敌第六篇昆虫生态学第43页/共68页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、双翅目、膜翅目、脉翅目等的幼虫）多形体病毒（直翅目昆虫）第六篇昆虫生态学第44页/共68页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Rickettsiellamellolonthae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