昆蟲生態(tài)學個體、群落、種群

昆蟲生態(tài)學是整個生態(tài)學中的一個重要部分，為環(huán)境保護和害蟲綜合治理工作提供理論依據(jù)。環(huán)境因子：生物有機體以外的環(huán)境要素，也就是構(gòu)成環(huán)境組成的下一個層次的基本單元。生態(tài)因子：環(huán)境中對生物生長、發(fā)育、生殖reproduction、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素變溫動物:指體溫隨周圍環(huán)境的升降而有變化的動物，昆蟲屬于變溫動物也叫冷血動物昆蟲體溫的獲得和產(chǎn)生:來源于太陽輻射體內(nèi)新陳代謝產(chǎn)生的代謝熱通過傳導獲得任一生物的生命活動都有最低、最適和最高溫度（三基點）；三基點來源于酶系統(tǒng)的活性；不同生物的三基點是不同的。有效積溫：發(fā)育起點以上的溫度是有效溫度，生物在生長發(fā)育過程中從外界攝取發(fā)育起點以上溫度的總和。N(T-C)=KN：完成生長發(fā)育階段所需要的時間T：該期平均溫度K：為常數(shù)C：發(fā)育起點溫度有效積溫的應用：1推測一種昆蟲的地理分布界限2.推測一種昆蟲在不同地區(qū)可能發(fā)生的世代數(shù)3.預測和控制昆蟲的發(fā)育期4.預測某種昆蟲來年發(fā)生的程度5.飼養(yǎng)昆蟲有效積溫法則在應用上的局限性（1）多年發(fā)生一代，具有定向遷飛習性，而在本地不越冬的昆蟲不適用。（如一種蟬17年才一代）（2）棲息場所小氣候溫度與百葉箱測的大氣溫度有差異，應找出它們的相關性、測報時予以修正。（3）只適用適溫區(qū)內(nèi)，在適溫區(qū)之外，要用其它模型。（4）昆蟲的不同地理種群的發(fā)育起點不完全相同。（5）恒溫和自然變溫，發(fā)育速率有所不同。（6）影響發(fā)育的因素除溫度外，還有濕度、食料等。.高溫致死的原因（1）體內(nèi)水分過量蒸發(fā)而使昆蟲死亡（2）高溫使蟲體內(nèi)蛋白質(zhì)凝固，變性致死（3）高溫破壞酶系或細胞的線粒體，抑制酶、激素的活性（4）引起各種生理過程的不協(xié)調(diào)，如呼吸器官的氧供應不足，排泄excretion機能下降等。（5）神經(jīng)系統(tǒng)麻痹4水分和濕度對昆蟲耐熱性的影響（1）水分watercontent影響到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和其酶活（2）高溫高濕時，由于氣門開放小或開放時間短，而使水分蒸發(fā)少呼吸率/提高，體溫上升，可導致昆蟲死亡。3）但對抗旱能力較弱的昆蟲（好濕性種類）則相反，在高溫低濕下死亡率反而增加。昆蟲體液可以忍受0℃以下的一定低溫而不結(jié)冰，這一現(xiàn)象稱為過冷卻現(xiàn)象。溫度對昆蟲繁殖的影響;昆蟲繁殖也要求一定的適溫，該范圍較生長發(fā)育的適溫范圍為窄，一般接近于昆蟲生長發(fā)育的最適范圍，在此范圍內(nèi)，繁殖力隨溫度升高而增強。濕度對昆蟲的影響直接影響:影響昆蟲的生長、發(fā)育、存活survival、繁殖propagation。特點：對生長發(fā)育的影響遠不如溫度明顯，濕度對繁殖影響顯著，濕度對存活的影響也較顯著。間接影響:通過影響食物、天敵而間接對昆蟲發(fā)生影響溫濕系數(shù):根據(jù)經(jīng)驗，某些害蟲在其適生范圍內(nèi)要求一定的溫、濕（降雨）比例，這段時間內(nèi)平均相對濕度與平均溫度比值休眠是個體發(fā)育過程中產(chǎn)生的一種暫時性的適應.滯育是系統(tǒng)發(fā)育過程中形成的一種內(nèi)在較穩(wěn)定的遺傳適應性解除條件：休眠隨不良條件的消除而解除；滯育不隨不良條件的解除而消除，它必須經(jīng)過一固定程序的作用，如低溫作用、光照、化學藥劑等才會解除。滯育類型（1）按滯育時期分滯育越冬，滯育越夏（2）按滯育蟲期分兼性滯育、專性滯育（3）按產(chǎn)生滯育的光照周期分短日照滯育、長日照滯育、中間型、無光照周期反應型（4）按滯育機制分卵期滯育、幼蟲或蛹期滯育、成蟲期滯育擴散：昆蟲在個體發(fā)育中日常的在小范圍內(nèi)的分散或集中擴散類型：1主動擴散：蟲源地-臨近作物區(qū)2被動擴散：吐絲下垂，風力作用飄移3趨性擴散：對取食和產(chǎn)卵場所的選擇性遷飛：昆蟲成群地從一個發(fā)生地長距離地遷移到另一個發(fā)生地類型:1無固定繁育基地的連續(xù)遷飛型：粘蟲、草地螟、稻縱卷葉螟、褐飛虱BPH、白背飛虱2有固定繁育基地的遷飛型：飛蝗。3越冬或越夏遷飛型：七星瓢蟲、異色瓢蟲、稻水象、棉蚜等。4單程遷飛：遷出后不能回遷原地。草地螟、粘蟲。又稱piedpiper效應(有去無回的遷飛)5雙程遷飛：當年遷出后當年又返回。BPH、WBPH、稻縱卷葉螟。遷飛昆蟲種群特征種群數(shù)量長期具有季節(jié)性突增和突減現(xiàn)象。在大區(qū)域內(nèi)種群有同期突發(fā)現(xiàn)象。種群上下代發(fā)育進度不吻合。雌蟲卵巢發(fā)育不連續(xù)（遷飛發(fā)生在卵巢發(fā)育的前期）高山網(wǎng)捕、航捕、海捕能捕到大量有季節(jié)性的蟲源。標記回收可遠距離回收到標記蟲源。昆蟲雷達可監(jiān)測到高空過境蟲源種群生態(tài)學:以種群為研究單位，研究種群的數(shù)量波動及其范圍，種群的發(fā)生與環(huán)境的關系以及種群消長原因的一門生態(tài)科學。種群：同一物種在一定空間和一定時間的個體的集合體，是具有潛在互配能力的個體。種群既是物種存在的基本單位，又是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量流動的的單位；從進化論的觀點看，種群是一個演化單位；從生態(tài)學的觀點看，種群又是構(gòu)成群落的基本單位。區(qū)別種群和種（物種）的概念種是能夠相互配育的自然種群的類群，不同種之間存在生殖隔離現(xiàn)象，是一個分類階元。一個物種可以包括許多種群；不同種群之間存在明顯的地理隔離，長期隔離有可能發(fā)展為不同亞種，甚至產(chǎn)生新的物種。種群結(jié)構(gòu)參數(shù)性比：指雌性個體數(shù)與雄性個體數(shù)的比值，也可用雌性占總數(shù)的百分比表示年齡組配：指在昆蟲種群中各年齡組（各蟲期、各蟲態(tài)）個體數(shù)的相對比率或百分率。多態(tài)（型）現(xiàn)象：同一性別的個體在形態(tài)、行為、生物學等表現(xiàn)出差異的現(xiàn)象。影響種群出生率的內(nèi)在因子性成熟的速度：性成熟速度越快，越早，平均世代長度越短，種群的出生率就越高。每次產(chǎn)子代數(shù)：不同物種每次產(chǎn)子代的數(shù)目相差懸殊。每年繁殖次數(shù)：有些昆蟲具有一定的生殖季節(jié)，繁殖次數(shù)較少；有些昆蟲則不間斷地生殖，繁殖次數(shù)很多。此外，昆蟲的繁殖前期、繁殖期的長短等都會影響種群的出生率。種群增長的數(shù)學模型1、世代離散性增長模型一年一代或一年內(nèi)只有一個繁殖季節(jié)的昆蟲種群，表現(xiàn)為簡單的單峰，或世代蟲態(tài)不重疊的多代性昆蟲Nt+1=R0Nt式中Nt——t世代時，種群內(nèi)的雌蟲數(shù)量Nt+1——在t＋1世代時，種群內(nèi)雌蟲數(shù)量R0——凈生殖率，或每代雌蟲所產(chǎn)生的雌后代數(shù)2、世代重疊的連續(xù)性增長模型模型適用范圍：生活史很短、每年發(fā)生多代、世代多少有不同程度的重疊；成蟲繁殖期特長；1年以上才發(fā)生1代的昆蟲。適用條件：假定種群在t時間的生長，只與ｔ時間的環(huán)境條件有關。邏輯斯蒂模型的假設基礎種群所有個體的繁殖潛力是相等具有穩(wěn)定的年齡組配種群的增長是連續(xù)的而不是離散的繁殖力保持為一常數(shù)，不受環(huán)境因子的干擾繁殖率對于種群密度的反應是瞬時性的，不存在時滯（timelag）效應環(huán)境容量K為常數(shù)環(huán)境阻力是種群密度的線性函數(shù)。生命表：按種群生長的時間，或按種群的年齡（發(fā)育階段）的程序編制的，系統(tǒng)地記述了種群的死亡或生存率、生殖率以及死亡原因的一覽表作用研究種群數(shù)量變動機制評價各種害蟲防治措施制定數(shù)量預測模型和實施害蟲科學管理某地開展應用赤眼蜂防治玉米螟，根據(jù)玉米螟生命表資料，第二代卵量（Ｎ２）與第一代卵量（Ｎ１）的比值Ｉ＝Ｎ２／Ｎ１＝4.2。當時第一代卵的自然寄生率平均為10％，如果要求第一代卵期釋放赤眼蜂，使第二代卵量維持或低于第一代的水平。問釋放赤眼蜂后，卵的寄生率應該達到多少才行？設釋放赤眼蜂后，卵的寄生率應提高a由Ia/I=1-a/S,得Ia=I(1-a/S)根據(jù)題意Ia≤1即I(1-a/S)≤14.2（1－a／0.9）≤11－a/0.9≤1/4.2a≥0.9（1－1／4.2）≈0.6857＝68.57％即釋放赤眼蜂后，卵的寄生率應該達到78.57%才行R對策生物個體較小壽命和世代較短繁殖能力強死亡率高具有較強的擴散和遷移能力種群數(shù)量下降后易于在短期內(nèi)恢復適于多變、短暫的生境K對策生物個體較大壽命和世代較長繁殖能力較小常具有保護子代的能力競爭能力較強種群有可能達到環(huán)境容納量K的水平，但種群數(shù)量一旦下降到平衡水平以下時，在短期內(nèi)不易迅速恢復適應于較為持久的生境棲境特性與生態(tài)對策的關系棲境的穩(wěn)定性時間上的變異性空間上的變異性正相互作用1、偏利共生2、互利共生3、原始協(xié)作負相互作用1、競爭作用2、捕食作用3、寄生作用4、偏害作用種間競爭的類型1、資源利用性競爭2、相互干擾競爭3、似然競爭1、群落在特定生活區(qū)域內(nèi)由許多不同的生物種群的結(jié)合總體2、群落結(jié)構(gòu)指群落各物種在時間、空間上的定性分布規(guī)律。即各物種在環(huán)境中的分布及其與周圍環(huán)境之間的相互關系所形成的結(jié)構(gòu)3、群落演替：群落隨時間變化，由一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型的生態(tài)過程。4、定性最小面積指在同一植物群落之內(nèi)，如果面積再增加，物種數(shù)目將不再增加，或者稍微有所增加。5、定量最小面積指在這個面積上所有物種的定量指標都不再發(fā)生顯著的變化。6、優(yōu)勢種：對群落的結(jié)構(gòu)和群落環(huán)境的形成有明顯控制作用的物種，即優(yōu)勢度大的物7、關鍵種：生物群落中，處于較高營養(yǎng)級的少數(shù)物種，其取食活動對群落的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的影響.7、生物多樣性簡單地說就是生命有機體及其借以存在的生態(tài)復合體的多樣性和變異性生物多樣性包含遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個層次。8、遺傳多樣性是所有遺傳信息的總和，蘊藏在動植物和微生物個體的基因里。物種多樣性是指在物種水平上生命有機體的復雜多樣化生態(tài)系統(tǒng)多樣性是指生物圈內(nèi)棲息地生物群落和生態(tài)學過程的多樣化以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)棲息地差異和生態(tài)學過程變化的多樣性物種多樣性的類型α多樣性：指某個群落或生境內(nèi)部的種的多樣性β多樣性：即在一個梯度上從一個生境到另一個生境所發(fā)生的種的多樣性變化的速率和范圍。它是研究群落之間的種多度關系γ多樣性：即在一個地理區(qū)域內(nèi)（例如一個島嶼）一系列生境中種的多樣性。它就是用這些生境的α多樣性和生境之間的β多樣性的研究范圍結(jié)合起來表示的生態(tài)位：又稱生態(tài)灶，是指生物在完成其正常生活周期時所表現(xiàn)出來的對環(huán)境綜合適應的特征，是一個生物在物種和生態(tài)系統(tǒng)中的功能與地位生態(tài)位寬度是指物種利用資源多樣性的一個指標，是生物所利用的各種各樣不同資源的總和。生態(tài)位重疊是指兩個種在同一資源位上相遇的頻率。生態(tài)位分離：種間競爭結(jié)果使兩物種的生態(tài)位發(fā)生分化，從而使生態(tài)位分開。生態(tài)位漂移:資源競爭而導致兩物種的生態(tài)位發(fā)生變化稱生態(tài)位漂移。生態(tài)位壓縮：種間競爭導致生境壓縮，而不會引起食物類型和所利用資源的改變，稱為生態(tài)位壓縮