昆蟲生態(tài)學(xué)緒論第一章 個(gè)體生態(tài)學(xué)課件

IntroductiontoInsectEcology一、學(xué)習(xí)生態(tài)學(xué)的意義

Significanceoflearningecology1.解決當(dāng)今世界所面臨的重大問(wèn)題tosolvethecurrentbigissuesfacedbytheworld（1）人口問(wèn)題populationissues人口過(guò)多populationexpansion，中國(guó)7%的耕地cultivatedland，22%的人口；老齡化aging，2050年將達(dá)到4億左右，占總?cè)丝诘乃姆种灰陨希槐壤д{(diào)sexratioimbalance，全國(guó)男女出生性別比為116.9：100，而有的省份竟達(dá)到135：100。（2）能源（Energyshortage）1900年世界平均每天只消耗幾千桶bucket石油petroleum，而今天人類平均每天消耗7200萬(wàn)桶石油。人類對(duì)金屬的使用也從每年的2000萬(wàn)噸上升到現(xiàn)今的12億噸。一是能源問(wèn)題從國(guó)內(nèi)問(wèn)題變成了國(guó)際問(wèn)題；二是能源的供給問(wèn)題演變成能源安全問(wèn)題；三、能源從一個(gè)純粹的經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)問(wèn)題演變成了一個(gè)涉及國(guó)際安全、國(guó)際政治、國(guó)際外交甚至軍事militaryaffairs的廣義問(wèn)題；四、能源從過(guò)去的對(duì)自然資源的依賴越來(lái)越快地轉(zhuǎn)向?qū)茖W(xué)技術(shù)的依賴。（3）糧食(foodshortage)人口增長(zhǎng)populationexpansion對(duì)食物的要求提高了higherquantityandqualityoffoodarerequiredbyhumanbeing，目前世界糧食產(chǎn)量每年還不到20億噸，20億噸谷物能夠養(yǎng)活100億印地安人，養(yǎng)活50億意大利人，但只能養(yǎng)活25億美國(guó)人。如果人類都像美國(guó)人那樣消耗自然資源，人類至少還需要有另外一個(gè)地球。（4）環(huán)境污染(Environmentpollution)第二次世界大戰(zhàn)后，近代化工農(nóng)業(yè)的發(fā)展影響自然環(huán)境和自然資源重為突出。此外，輻射物radiation的擴(kuò)散、塵埃dust、毒霧霾toxicfog、酸雨acidrain等一系列聳人聽(tīng)聞的公案，加重了自然環(huán)境和自然資源的破壞。（5）資源(Resource)Speciesextinction，整個(gè)地球上的現(xiàn)今生物種類species，估計(jì)約有500萬(wàn)到1000萬(wàn)種，到本世紀(jì)末，有人估計(jì)，有可能只剩1／5－1／10，當(dāng)前世界上至少有25000種植物。（世界上大約每天有100個(gè)物種滅絕）和1000多種脊椎動(dòng)物vertebrate已受到滅絕的威脅。Forestshrinking，全世界的熱帶森林tropicalforest，每年達(dá)2％的破壞率，現(xiàn)已以38-53m2/h速度消失。每年100萬(wàn)公頃，30年內(nèi)大致等于印度面積。Breakdownoflandresource土地資源的破壞：水土流失soilerosion、土地荒漠化desertification、圈地enclosuremovement等造成的耕地arableland減少等。資源短缺Resourceshortage能源危機(jī)Energycrisis人口爆炸Populationexplosion糧食不足Foodshortage環(huán)境污染Environmentalpollution2.生態(tài)學(xué)是害蟲測(cè)報(bào)和防治的理論依據(jù)

InsectEcologyisthefoundationofinsectpestforecastandcontrol昆蟲生態(tài)學(xué)是整個(gè)生態(tài)學(xué)中的一個(gè)重要部分，為環(huán)境保護(hù)和害蟲綜合治理工作提供理論依據(jù)。InsectEcologyisthemostimportantpartoftheEcology,isthefoundationoftheintegratedpestmanagement(IPM)andenvironmentalprotection.害蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)Insectpestforecast是要求在害蟲發(fā)生前，預(yù)先估測(cè)其未來(lái)的輕重以及分布擴(kuò)散范圍等，并在掌握一定的時(shí)間和空間范圍內(nèi)害蟲數(shù)量變動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步研究出便于群眾掌握的測(cè)報(bào)指標(biāo)和方法，而要進(jìn)行害蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。害蟲的生態(tài)防治Ecologicalcontrolofinsectpests：依據(jù)整體觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)原則，選擇任何種類的單一或組合措施，不斷改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，使其安全、健康、高效、穩(wěn)定、持續(xù)，同時(shí)將害蟲維持在經(jīng)濟(jì)閾值economicthreshold水平之下。生態(tài)學(xué)（Ecology）一詞，源于希臘文oikos+logos，意為“住所、棲息地habitat”和“論述、學(xué)科idea”。從字義上講，生態(tài)學(xué)是關(guān)于居住環(huán)境的科學(xué)。即研究生物的聚居地或生境。二、生態(tài)學(xué)的概念theconceptsofecology

1.生態(tài)學(xué)的定義thedefinitionofecology1.Haeckel

(1866)：研究生物（特別是動(dòng)物）生活過(guò)程中與環(huán)境的關(guān)系。the

comprehensivescienceoftherelationshipofthe

organismto

the

environment

.2.Reiter

(1885)：有機(jī)體與環(huán)境間的相互關(guān)系。Therelationshipbetweenorganismsandtheirenvironment.生態(tài)學(xué)定義

thedefinitionofecology這兩種定義簡(jiǎn)明而廣泛。后來(lái)生態(tài)學(xué)將研究對(duì)象分為三個(gè)層次：個(gè)體、種群和群落。生態(tài)學(xué)家研究的層次不同，提出的定義也就不同。植物生態(tài)學(xué)家主要強(qiáng)調(diào)個(gè)體individual和群落community。3.Warming(1909)植物生態(tài)學(xué)研究環(huán)境因子對(duì)植物的影響。（個(gè)體和群落）plantecologystudiestheeffectsofenvironmentalfactorsonplant.4.Weaver&Clements(1929)強(qiáng)調(diào)emphasize生態(tài)學(xué)是一門野外科學(xué)fieldscience。5.BraunBlanquet(1932)研究植物群落plantcommunity的科學(xué)。6.Кеппер(1933)植物與其周圍環(huán)境相互作用中的形態(tài)morphologic、結(jié)構(gòu)structural與化學(xué)chemical特點(diǎn)characteristics。（個(gè)體）生態(tài)學(xué)定義

thedefinitionofecology動(dòng)物生態(tài)學(xué)家主要強(qiáng)調(diào)個(gè)體和種群。7.Shelford

(1907)研究有機(jī)體的生活要求livingrequirements和家務(wù)習(xí)性habit的科學(xué)。8.HaymoB

(1955)研究動(dòng)物的生活方式livingstyle與生存條件livingcondition的聯(lián)系，以及動(dòng)物生存條件survivalcondition對(duì)繁殖propagation、生活數(shù)量livingnumber及分布distribution的意義。9.Krebs

(1972)環(huán)境與生物分布distribution和數(shù)量quantity的相互關(guān)系。生態(tài)學(xué)定義

thedefinitionofecology

隨著生態(tài)系統(tǒng)ecosystem概念的提出，研究重點(diǎn)開(kāi)始向生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，動(dòng)植物生態(tài)學(xué)合并，現(xiàn)代生態(tài)學(xué)家給生態(tài)學(xué)下了新的定義。強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)及其能流、物流。10.Odum(1959)研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。11.馬世駿(1979)：生態(tài)學(xué)是一門多學(xué)科的自然科學(xué)，它研究生命系統(tǒng)lifesystem與環(huán)境系統(tǒng)environmentalsystem之間的相互規(guī)律principle及其機(jī)理mechanism。12.生態(tài)學(xué)是生物群體organismgroup與周圍環(huán)境surroundings相互關(guān)系的科學(xué)。生態(tài)學(xué)定義

thedefinitionofecology二、生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象

thesubjectsofecology傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)是研究生物個(gè)體以上水平（個(gè)體individual、種群population、群落community、生態(tài)系統(tǒng)ecosystem）的生物與生物、生物與環(huán)境之間關(guān)系的科學(xué)。它是生物學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一（形態(tài)morphology、生理physiology、遺傳genetics等），同時(shí)又是唯一將研究對(duì)象擴(kuò)大到生物體以外的科學(xué)。現(xiàn)代生態(tài)學(xué)主要以生態(tài)系統(tǒng)為研究的基本單位，生態(tài)系統(tǒng)由生產(chǎn)者producer、消費(fèi)者consumer、分解者decomposer和非生物環(huán)境non-livingenvironment組成，其功能主要表現(xiàn)在物質(zhì)流matterflux、能量流energyflux和信息流informationflux（穩(wěn)態(tài)homeostasis和調(diào)節(jié)regulation功能）上，通過(guò)這三大流，生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)成員聯(lián)系成為一個(gè)具有統(tǒng)一功能integratedfunction的系統(tǒng)。生態(tài)學(xué)研究對(duì)象

thesubjectsofecology

生態(tài)系統(tǒng)ecosystem

植物動(dòng)物微生物

無(wú)機(jī)物inorganic

matter環(huán)境Solar

Energy光能Thermal

Energy熱能

圖1-1生態(tài)系統(tǒng)ecosystem生態(tài)學(xué)研究對(duì)象

thesubjectsofecologyenvironmentPlantanimalmicroorganism生物與環(huán)境和生物與生物之間的相互作用interactionbetweenorganismsandtheirenvironmentandamongorganisms。生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容如此廣泛，我們認(rèn)為采用最早的、簡(jiǎn)明而廣泛的定義更加合適。即生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)ecologyisthescienceoftherelationshipsbetweenorganismsandtheirenvironments。

生物包括動(dòng)物、植物、微生物和人類及其不同的層次；環(huán)境指生物生活其中的環(huán)境系統(tǒng)，包括無(wú)機(jī)、有機(jī)和社會(huì)環(huán)境（或因素）。生態(tài)學(xué)研究對(duì)象

thesubjectsofecology

自然科學(xué)naturalscience和社會(huì)科學(xué)socialscience相互滲透penetrate，形成了許多交叉學(xué)科interdiscipline，使得生態(tài)學(xué)的邊界非常模糊intangible。生態(tài)學(xué)研究對(duì)象

thesubjectsofecologyorganorganismcellgenepopulationcommunitybiologicalpartenvironmentBiologicalsystemmatterenergy三、生態(tài)學(xué)的發(fā)展歷史thehistoryofecology（一）世界生態(tài)學(xué)發(fā)展萌芽期thebuddingstage(公元前2世紀(jì)~公元16世紀(jì))生態(tài)學(xué)建立前期

（一）世界生態(tài)學(xué)發(fā)展2.成長(zhǎng)期thedevelopmentalstage(16世紀(jì)~20世紀(jì)40年代)Réaumur,1735,6卷昆蟲學(xué)著作

Malthus,1798,人口增長(zhǎng)

Liebig,1840,植物最低因子定律

Lotka,1925,種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型

Elton,1927,《動(dòng)物生態(tài)學(xué)》Verhust,1938,Logistic方程

（一）世界生態(tài)學(xué)發(fā)展

成熟期thematurestage(20世紀(jì)50年代~今)

人才如云

H.P.Odum,1953.Fundamentalsofecology.1957,1971再版

1977年獲美國(guó)泰勒生態(tài)學(xué)獎(jiǎng)自實(shí)其果caricature漫畫Asyoumakeyourbed,youmustlieonit.Andrewartha,H.G.&Birch,L.C.1973.Thehistoryofinsectecology.In:Smith,R.F.etal.eds.Historyofentomology.Ann.Rev.Inc.pp.229-266.（二）中國(guó)古代昆蟲生態(tài)學(xué)成就Chineseancientachievementsoninsectecology蟬方得意美蔭而忘其身，螳螂執(zhí)翳而搏之，見(jiàn)得而忘其形，異鵲從利之。

《莊子》螳螂捕蟬，豈知黃雀在后。螳螂捕蟬

中國(guó)古代陶器印模

（二）中國(guó)古代昆蟲生態(tài)學(xué)成就Chineseancientachievementsoninsectecology5200年前，中國(guó)人已經(jīng)能養(yǎng)蠶紡紗。至少在2600年以前，人們已根據(jù)害蟲的取食部位把植食性害蟲分為螟、騰、蟊、賊4類。公元前707年就已開(kāi)始較詳細(xì)記載蝗災(zāi)的發(fā)生。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已把耕作技術(shù)與害蟲防治結(jié)合起來(lái)。公元30年已有了治蟲法規(guī)。1600年前，我國(guó)南方橘農(nóng)就已開(kāi)始了生物防治實(shí)踐。公元948~950年間，隱帝承祐就下令禁捕取食蝗蟲的鳥(niǎo)類。大約在宋代，一整套包括法規(guī)防治、人工防治、農(nóng)業(yè)防治、生物防治、物理防治措施等的蝗蟲綜合治理體系已經(jīng)形成。蟋蟀皇帝

明宣宗

中國(guó)蟋蟀文化中國(guó)科學(xué)家所研究的成果在國(guó)外了解得很不夠，但他們?cè)陲w蝗種群動(dòng)態(tài)的研究和粘蟲遠(yuǎn)距離遷飛的研究等等，是世界一流的。伊藤嘉昭(1980)

馬世駿(1915~1991)

中國(guó)科學(xué)院院士。山東人，北平大學(xué)農(nóng)學(xué)院學(xué)士，美國(guó)猶他州立大學(xué)碩士，明尼蘇達(dá)大學(xué)博士。是中國(guó)現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的開(kāi)拓者和奠基人。在國(guó)內(nèi)外有一定影響。發(fā)表論文150余篇，專著5本。招收碩士研究生20余名，博士生17名。馬世駿.昆蟲動(dòng)態(tài)與氣象.北京：科學(xué)出版社，1957馬世駿.中國(guó)昆蟲生態(tài)地理概述.北京：科學(xué)出版社，1959馬世駿(主編).現(xiàn)代生態(tài)學(xué)透析.北京：科學(xué)出版社，1990

丁巖欽(1928~)陜西人，1953年學(xué)士畢業(yè)于西北農(nóng)學(xué)院，1961年碩士研究生畢業(yè)。主要從事蝗蟲和棉花害蟲的生態(tài)學(xué)研究。是我國(guó)昆蟲數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)的奠基人。丁巖欽.昆蟲種群數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)原理與應(yīng)用.北京：科學(xué)出版社，1980丁巖欽.昆蟲數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué).北京：科學(xué)出版社，1994

林昌善(191？~2000)北京大學(xué)教授，以研究粘蟲長(zhǎng)距離遷飛而知名。林昌善(主編).粘蟲生理生態(tài)學(xué).北京：北京大學(xué)出版社，

1990尚玉昌，蔡曉明.普通生態(tài)學(xué)(上冊(cè)).北京：北京大學(xué)出版社，1992蔡曉明，尚玉昌.普通生態(tài)學(xué)(下冊(cè)).北京：北京大學(xué)出版社，1995尚玉昌.行為生態(tài)學(xué).北京：北京大學(xué)出版社，1998

張宗炳、張青文、孫平、閻鳳鳴

李隆術(shù)(~)金陵大學(xué)研究生畢業(yè)。主要倉(cāng)庫(kù)害蟲和螨類學(xué)研究。趙志模，郭依泉.群落生態(tài)學(xué)原理與方法.重慶：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社，1990趙志模，周心遠(yuǎn).生態(tài)學(xué)引論——害蟲綜合防治的理論及應(yīng)用.重慶：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社，

1984

龐雄飛(1930~2004)1953年學(xué)士畢業(yè)于華南農(nóng)學(xué)院，后留蘇獲副博士學(xué)位，

1997年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。主要從事水稻害蟲生態(tài)學(xué)和瓢蟲分類學(xué)研究。龐雄飛，梁廣文.昆蟲種群系統(tǒng)控制.廣州：廣東科技出版社，1995龐雄飛，尤民生.昆蟲群落生態(tài)學(xué).北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1996教材：昆蟲學(xué)通論、普通昆蟲學(xué)

徐汝梅(1938~)天津人，1959年畢業(yè)于北京師范大學(xué)。主要溫室白粉虱生態(tài)學(xué)研究。徐汝梅.昆蟲種群生態(tài)學(xué).北京：北京師范大學(xué)出版社，

1987(2005年第二版)徐汝梅.種群數(shù)量的時(shí)空動(dòng)態(tài)——對(duì)溫室白粉虱的系統(tǒng)探討.北京：北京師范大學(xué)出版社，1990徐汝梅.蔣南青.展望宏觀生態(tài)學(xué).武漢：湖北教育出版社，1998

（三）種群生態(tài)學(xué)的發(fā)展

Advanceonpopulationecology

種群生態(tài)學(xué)的主要來(lái)源是人口統(tǒng)計(jì)學(xué)(demography)和應(yīng)用昆蟲學(xué)(appliedentomology)。（三）種群生態(tài)學(xué)的發(fā)展1.人口統(tǒng)計(jì)學(xué)demography

英國(guó)人Graunt是近代人口統(tǒng)計(jì)學(xué)的創(chuàng)始人，1662年他進(jìn)行了人類種群數(shù)量的研究，強(qiáng)調(diào)了定量化測(cè)定人類種群的出生率、死亡率、性比和年齡組配。

Malthus(1798)發(fā)表《人口論》指出人口按幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)而食物供應(yīng)不大于算數(shù)級(jí)數(shù)，因而繁殖會(huì)受到制約。

Darwin認(rèn)為生存斗爭(zhēng)是應(yīng)用于整個(gè)動(dòng)植物界的馬爾薩斯理論。比利時(shí)Quetelet(1835)認(rèn)為，種群增長(zhǎng)的阻力，是與種群增長(zhǎng)率的平方成比例增加的，其意義在于，種群以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的潛力，被種群增長(zhǎng)的阻力所平衡。其學(xué)生Verhurst(1838)建立了Logistic方程。（三）種群生態(tài)學(xué)的發(fā)展2.應(yīng)用昆蟲學(xué)appliedentomology

英國(guó)昆蟲學(xué)家Ross(1908)用表示病原體、傳病按蚊與人類數(shù)量的相互關(guān)系的數(shù)學(xué)式描述了瘧病流行。他提出的公式即是Lotka-Volterra模型的原型。

1889年，Koebele引進(jìn)澳洲瓢蟲防治吹綿蚧獲得成功。從此，應(yīng)用昆蟲學(xué)開(kāi)始注意研究天敵與害蟲的相互關(guān)系，這方面的研究促進(jìn)了種群生態(tài)學(xué)的發(fā)展。Howard(1911)首次提出昆蟲死亡的原因分為兩大類：與密度無(wú)關(guān)的大變動(dòng)因素(catastrophicfactor)，和與密度相關(guān)的因素(facultativefactor)。1920年，Lotka導(dǎo)出寄主與寄生物之間數(shù)量上相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。此外，其他學(xué)科的發(fā)展也為種群生態(tài)學(xué)做出了貢獻(xiàn)。1896年，丹麥Peterson首次用標(biāo)記重捕的方法估計(jì)魚類數(shù)量。意大利數(shù)學(xué)家Volterra導(dǎo)出天敵-獵物相互作用方程，以及近緣種之間的競(jìng)爭(zhēng)方程，等等。3.種群生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容、目的

①內(nèi)容：種群的空間格局；種群的數(shù)量動(dòng)態(tài)及其調(diào)節(jié)；種群的空間動(dòng)態(tài)(擴(kuò)散、遷移)及其調(diào)節(jié)；種群間的相互作用。②目的：了解種群密度的水平，即某地某時(shí)間序列上種群的數(shù)量；了解種群數(shù)量變動(dòng)及其原因；了解種群的空間分布；了解種群間相互作用及協(xié)同進(jìn)化的問(wèn)題。

生態(tài)學(xué)不同于其它學(xué)科，它由許多學(xué)科歸納而成，系多源起源的。Odum把生物學(xué)的分支學(xué)科比作多層蛋糕，水平向按研究?jī)?nèi)容分為一些基礎(chǔ)學(xué)科，如形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、生態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)等，垂直向按生物的類群劃分為植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)等分支學(xué)科。生態(tài)學(xué)是生物學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一，不同的分類類群有其分支學(xué)科，它還與生物學(xué)之外的學(xué)科結(jié)合形成了許多邊緣學(xué)科。四、生態(tài)學(xué)的分支

branchesofecology生命科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科生物分類生物學(xué)分支學(xué)科水平向按研究?jī)?nèi)容分為一些基礎(chǔ)學(xué)科，垂直向按生物的類群劃分為分支學(xué)科。生態(tài)學(xué)是生物學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一，不同的分類類群有其分支學(xué)科，它還與生物學(xué)之外的學(xué)科結(jié)合形成了許多邊緣學(xué)科。

現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的進(jìn)展與特點(diǎn)Advanceandcharacteristicsofmodernecology1.從描述description到實(shí)驗(yàn)experiment(種間、種內(nèi)的關(guān)系等)2.從現(xiàn)象phenomenon到本質(zhì)essence(分子生態(tài)學(xué)、生態(tài)遺傳學(xué))3.從個(gè)體individual到種群population+從群落population到生態(tài)系ecosystem4.與生產(chǎn)實(shí)踐practice密切結(jié)合

(應(yīng)用生態(tài)學(xué)appliedecology)5.分支學(xué)科branch不斷出現(xiàn)(污染生態(tài)學(xué)、工程生態(tài)學(xué))生態(tài)學(xué)分支

branchesofecology1.研究對(duì)象的分類類群disciplinesbysubjects：動(dòng)物生態(tài)學(xué)animalecology（哺乳動(dòng)物、昆蟲、鳥(niǎo)類、魚類生態(tài)學(xué)等）；植物生態(tài)學(xué)plantecology（地衣、苔蘚、森林、草原生態(tài)學(xué)等）；微生物生態(tài)學(xué)microbialecology（真菌、細(xì)菌、病毒生態(tài)學(xué)等）；人類生態(tài)學(xué)humanecology（人口、民族、歷史生態(tài)學(xué)等）；

土壤生態(tài)學(xué)soilecology；氣象生態(tài)學(xué)meteorologicalecology；

社會(huì)生態(tài)學(xué)socialecology；經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)economicecology；等等。2.研究對(duì)象的組織水平disciplinebyorganizationallevels微觀生態(tài)學(xué)microecology（個(gè)體以下的各層次生態(tài)學(xué)）個(gè)體生態(tài)學(xué)individualecology種群生態(tài)學(xué)populationecology群落生態(tài)學(xué)communityecology生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)ecosystemecology景觀生態(tài)學(xué)landscapeecology全球生態(tài)學(xué)globalecology生態(tài)學(xué)分支

branchesofecology3.研究目的和性質(zhì)disciplinesbyobjectiveandproperty理論生態(tài)學(xué)theoreticalecology：生態(tài)學(xué)理論和數(shù)學(xué)推理應(yīng)用生態(tài)學(xué)appliedecology：工程、技術(shù)、醫(yī)學(xué)生態(tài)學(xué)等多數(shù)生態(tài)學(xué)分支學(xué)科。生態(tài)學(xué)分支

branchesofecology4.生物的生存環(huán)境陸地生態(tài)學(xué)terrestrialecology;海洋生態(tài)學(xué)marineecology;淡水生態(tài)學(xué)freshwaterecology;河口生態(tài)學(xué)estuarineecology;荒漠生態(tài)學(xué)desertecology;草原生態(tài)學(xué)grasslandecology;沼澤生態(tài)學(xué)wetlandecology;凍原生態(tài)學(xué)tundraecology;土壤生態(tài)學(xué)soilecology;城市生態(tài)學(xué)urbanecology;太空生態(tài)學(xué)cosmoecology生態(tài)學(xué)分支

branchesofecology5.研究方法bymethods數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)mathematicalecology;

化學(xué)生態(tài)學(xué)chemicalecology;物理生態(tài)學(xué)physicalecology;地理生態(tài)學(xué)geographicalecology;經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)economicecology;系統(tǒng)生態(tài)學(xué)systemecology;實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)experimentalecology;進(jìn)化生態(tài)學(xué)evolutionalecology;

行為生態(tài)學(xué)behaviorecology;生理生態(tài)學(xué)physiologicalecology;古生態(tài)學(xué)paleoecology;

分子生態(tài)學(xué)molecularecology等等生態(tài)學(xué)分支

branchesofecology《生態(tài)學(xué)》教學(xué)參考書籍

referencebooksofecology徐汝梅.《昆蟲種群生態(tài)學(xué)》.北京師范大學(xué)出版社,1987(2005)孫儒泳等.《基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)》.高等教育出版社,2003.孫儒泳.《動(dòng)物生態(tài)學(xué)原理》(第三版).北京師范大學(xué)出版社,2001.王剛，張大勇.《生物競(jìng)爭(zhēng)理論》.陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1996張大勇等.《理論生態(tài)學(xué)研究》.高等教育出版社,2000尚玉昌,蔡曉明編.《普通生態(tài)學(xué)》.北京大學(xué)出版社,1992.曲仲湘,吳玉樹(shù),王煥校,姜漢橋,唐廷貴編.《植物生態(tài)學(xué)》(第二版).高等教育出版社,1983.《生態(tài)學(xué)》教學(xué)參考書籍BegonM.,MortimerM.《PopulationEcology》.BlackwellScientificPublications,1981MackenzieA,BallAS,VirdeSR.《Ecology》.BiosScientificPublishersLimited,1999.Molles,M.C..《生態(tài)學(xué):概念與應(yīng)用Ecology:ConceptsandApplications》.科學(xué)出版社McGraw-Hill,2000.ChapmanJL,ReissMJ.《生態(tài)學(xué)：原理與應(yīng)用Ecology:principlesandapplications》.清華大學(xué)出版社，CambridgeUniversityPress,2001.張金屯,李素清.《應(yīng)用生態(tài)學(xué)》.科學(xué)出版社,2003.RichardB.Primack.《保護(hù)生物學(xué)概論》.湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1996.(祁承經(jīng)譯)趙志模，郭依泉編著，《群落生態(tài)學(xué)原理與方法》，科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社，1990龐雄飛等.《昆蟲群落生態(tài)學(xué)》.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1996《生態(tài)學(xué)》期刊Journalsofecology《生態(tài)學(xué)報(bào)》[中國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)，1982]《生態(tài)雜志》[中國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)，1982]《AMBIO--人類環(huán)境雜志》[瑞典皇家科學(xué)院，1972]《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》[中國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)，1990]《生物多樣性》[中國(guó)科學(xué)院瀕危物種委員會(huì)，1993]《植物生態(tài)學(xué)報(bào)》[中國(guó)植物學(xué)會(huì)，中國(guó)科學(xué)院植物研究所，1955]《Ecology》[theEcologicalSocietyofAmerica，1920]《JournalofEcology》[1913]《JournalofAnimalEcology》[1932]NaturalEcosystemsAgroecosystemsPestsManagementEnemiesHostPlantClimate,Soil第一章個(gè)體生態(tài)學(xué)bionomics/individual

ecology第二節(jié)氣候因素對(duì)昆蟲的影響effectsofclimaticfactorsoninsects一、溫度對(duì)昆蟲的影響二、濕度和降水對(duì)昆蟲的影響三、溫濕度對(duì)昆蟲的綜合影響四、光對(duì)昆蟲的影響五、風(fēng)對(duì)昆蟲的影響第三節(jié)土壤環(huán)境對(duì)昆蟲的影響effectsofsoilenvironmentoninsects一、土壤溫度對(duì)昆蟲的影響二、土壤濕度對(duì)昆蟲的影響三、土壤理化性質(zhì)對(duì)昆蟲的影響四、土壤有機(jī)物與昆蟲的關(guān)系第四節(jié)生物因素對(duì)昆蟲的影響effectsofbiologicalfactorsoninsects一、生物因素對(duì)昆蟲影響二、食物因素對(duì)昆蟲的影響三、天敵因素對(duì)昆蟲的影響第五節(jié)昆蟲對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性adaptationofinsectstoenvironment一、休眠與滯育dormancyanddiapause二、擴(kuò)散與遷飛dispersalandmigration第一節(jié)昆蟲與環(huán)境insectandenvironment一、環(huán)境的類別二、環(huán)境因子的分類三、昆蟲對(duì)環(huán)境的基本要求四、生態(tài)因子的作用特點(diǎn)第一節(jié)昆蟲與環(huán)境

insectandenvironment一、環(huán)境的類別environmentaltypes二、環(huán)境因子的分類classificationofenvironmentalfactors三、昆蟲對(duì)環(huán)境的基本要求basicrequirementofinsecttoenvironment四、生態(tài)因子的作用特點(diǎn)characteristicsofecologicalfactors生物種的概念definitionofspecies 生物種即物種概念一：形態(tài)相似的個(gè)體的集合anassemblyofindividualswithsimilarshapeandappearance強(qiáng)調(diào)形態(tài)相似morphologicalsimilarity概念二：能實(shí)際地或潛在地彼此雜交的種群的集合anassemblyofpopulationswhichcanhybridizeeachotheractuallyorpotentially.強(qiáng)調(diào)能夠雜交hybridization繁殖propagation物種的性狀可以分為兩類twotypesofspeciestraits基因型genotype：遺傳本質(zhì)inherentnature，內(nèi)在因素innatefactor；與環(huán)境結(jié)合可產(chǎn)生變異variation，甚至導(dǎo)致物種的分化differentiation；表型phenotype：可見(jiàn)性狀character，也可隨環(huán)境改變物種是適應(yīng)環(huán)境的產(chǎn)物。Speciesistheproductionofenvironmentaladaptation.環(huán)境的概念theconceptofenvironment

環(huán)境是一個(gè)不確定indefinite的概念，是相對(duì)于某一個(gè)中心center或主體subject而言的。環(huán)境科學(xué)研究的中心事物是“人”，則環(huán)境是“人類生存的環(huán)境”，在此基礎(chǔ)上定義：

影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過(guò)人工改造的自然因素的總和。

Environmentmeansthecircumstances,objectsorconditionswheresomeoneissurrounded.Thiscouldbetheclimate,soilorlivingthingsaroundaperson.生態(tài)學(xué)研究的中心事物是“生物”，則環(huán)境是“生物生存的環(huán)境”，可定義：

直接或間接影響生物生存和發(fā)展的各種因素的總和。Theaggregateofallfactorsaffectingthesurvivalanddevelopmentoforganismdirectlyandindirectly.

環(huán)境又是一個(gè)廣泛的概念，主體的改變又導(dǎo)致環(huán)境的改變

環(huán)境可以大到宇宙，小到基本粒子。一、環(huán)境的類別環(huán)境有大小之別，大到宇宙universe，小到基本粒子elementaryparticle。根據(jù)環(huán)境范圍dimension的大小可以把環(huán)境分為大環(huán)境(macroenvironment)宇宙環(huán)境(spaceenvironment)地球環(huán)境(globalenvironment)區(qū)域環(huán)境(regionalenvironment)小環(huán)境(microenvironment)內(nèi)環(huán)境(innerenvironment)分布distribution數(shù)量quantity質(zhì)量quality按范圍劃分bydimension

宇宙環(huán)境(Spaceenvironment)：大氣層atmosphere以外的空間，又叫星際環(huán)境interstellarenvironment

地球環(huán)境(Globalenvironment)：大氣圈中的對(duì)流層troposphere、水圈hydrosphere、土壤圈pedosphere、巖石圈lithosphere和生物圈biosphere，也叫地理環(huán)境geographicalenvironment

區(qū)域環(huán)境(Regionalenvironment)：某一特定地域空間的自然環(huán)境

微環(huán)境(Micro-environment)：區(qū)域環(huán)境中的小環(huán)境

內(nèi)環(huán)境(Innerenvironment)：生物體內(nèi)組織或細(xì)胞間的環(huán)境按主體劃分byenvironmentalsubject

人類環(huán)境humanenvironment：以人類為主體的環(huán)境

生物環(huán)境biologicalenvironment：以生物為主體的環(huán)境按性質(zhì)劃分bynature

自然環(huán)境naturalenvironment：未經(jīng)人類破壞的環(huán)境；如原始森林primevalforest等。

半自然環(huán)境semi-naturalenvironment：被人類破壞后的自然環(huán)境；如荒漠等。

社會(huì)環(huán)境socialenvironment：具有人類行為的環(huán)境；如城市等。phenotypegenotypeenvironment+Phenocopy擬表型NuclearDNAPhysicalChemicalBiologicalCellular蝴蝶顏色的季節(jié)變化12PhenotypevariationinTrichogrammasemblidis1.Inbutterflyhost;2.Inalderflyhost二、環(huán)境因子分類classificationofenvironmentalfactors環(huán)境因子environmentalfactors：生物有機(jī)體以外的環(huán)境要素，也就是構(gòu)成環(huán)境組成的下一個(gè)層次的基本單元。三大類：氣候climate、土壤soil與生物organism七個(gè)并列項(xiàng)目：土壤soil，水分water，溫度humidity，光照l(shuí)ight，大氣atmosphere，火fire與生物organism二、環(huán)境因子的分類

(Alleeetal.,1949)非生物因子(abioticfactors)溫度(temperature)光(light)濕度(humidity)等生物因子(bioticfactors)其它物種(otherspecies)同種的其它個(gè)體或種群

無(wú)機(jī)環(huán)境inorganicenvironment有機(jī)環(huán)境organicenvironment環(huán)境因子的分類

(Smith,1935)非密度制約因子(density-independentfactors)

溫度(temperature)

光(light)

濕度(humidity)

等密度制約因子(density-dependentfactors)

其它物種(otherspecies)

同種的其它個(gè)體或種群cospecificindividual

非生物因子abioticfactors生物因子bioticfactors環(huán)境因子的分類classificationofenvironmentalfactors

(Мончадский，1958)穩(wěn)定因子steadyfactors地心引力gravity地磁geomagnetism太陽(yáng)輻射常數(shù)solar

constant等變動(dòng)因子variablefactors周期性periodic變動(dòng)因子

：四季變化seasonalchange、晝夜變化diurnalrhythm非周期性aperiodic變動(dòng)因子：風(fēng)wind、雨rain、生物organism等棲居分布habitatanddistribution

種群數(shù)量的變動(dòng)fluctuationofpopulation

環(huán)境因子的分類classificationofenvironmentalfactors

（Gill,1995）將非生物的環(huán)境因子分為3個(gè)層次groupRequiredfactors植物生長(zhǎng)所必需的環(huán)境因子（溫度temperature，陽(yáng)光light，水water等）Independentfactors不以植被是否存在而發(fā)生的對(duì)植物有影響的環(huán)境因子（風(fēng)暴storm、火山爆發(fā)volcanoeruption、洪澇flood等）Dependentfactors存在與發(fā)生受植被影響，又可以直接或間接影響植被的環(huán)境因子（放牧graze，火燒fire）環(huán)境因子的分類

(簡(jiǎn)單)氣候因子(climaticfactors)生物因子(bioticfactors)土壤因子(soilfactors)人為因子(anthropogenicfactor)三、昆蟲對(duì)環(huán)境的基本要求basicrequirementofinsecttoenvironment

食物food空間space：土soil、水water、氣gas溫度termperature：10~40°C水分water：新陳代謝的介質(zhì)光照l(shuí)ight：強(qiáng)度、光周期風(fēng)wind

能量energy呼吸inhale、傳播與擴(kuò)散spread信號(hào)signal、能量energy四、生態(tài)因子及其作用分析ecologicalfactorsandtheirfunction概念concept生態(tài)因子作用的一般特征generalcharacteristicsofecologicalfactors限制性作用restriction（一）生態(tài)因子的概念

theconceptofecologicalfactor生態(tài)因子（ecologicalfactor)概念：環(huán)境中對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖reproduction、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素生態(tài)因子ecologicalfactor與環(huán)境因子environmentalfactor的關(guān)系環(huán)境因子主要強(qiáng)調(diào)環(huán)境對(duì)主體的影響因素；生態(tài)因子除考慮環(huán)境因子外，還要考慮生物之間的影響以及生物對(duì)環(huán)境的影響。兩者既有聯(lián)系又有區(qū)別

（二）生態(tài)因子的作用特點(diǎn)characteristicsofecologicalfactors1．綜合性integrity

環(huán)境中各種生態(tài)因子不是孤立存在的，而是互相聯(lián)系和制約的，任何一種生態(tài)因子的變化，都會(huì)引起其他因子不同程度的變化。因此生態(tài)因子的作用是綜合的。生態(tài)因子作用的重要程度在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化。

生態(tài)因子的作用特點(diǎn)2．不等性u(píng)nequality

在眾多的生態(tài)因子中對(duì)某一特定生物體或生物群體的影響有一定差別，其中起決定性作用的因子稱為主導(dǎo)因子dominantfactor。主導(dǎo)因子常常是其直接作用的生態(tài)因子，其變化常常導(dǎo)致其他因子也發(fā)生變化。

例如：光合作用時(shí)，光強(qiáng)是主導(dǎo)因子；草食動(dòng)物的食物，草是主導(dǎo)因子。

生態(tài)因子的作用特點(diǎn)3．不可替代性irreplaceability

不論生態(tài)因子的影響大小，每個(gè)因子都有各自的作用特點(diǎn)，如果長(zhǎng)期缺少某一因子，特別當(dāng)主導(dǎo)生態(tài)因子缺少時(shí)，便會(huì)影響作用對(duì)象的正常生長(zhǎng)發(fā)育，甚至危及作用對(duì)象的生存。

生態(tài)因子的作用特點(diǎn)4．補(bǔ)償性compensability

雖然各種生態(tài)因子在總體上不可替代，但在局部是可以補(bǔ)償?shù)?。如棉花的部分棉鈴cottonboll被棉鈴蟲cottonbollworm危害而脫落后，其他的棉鈴重量會(huì)增大。但補(bǔ)償作用只能限于一定范圍，而且也不是經(jīng)常存在。

生態(tài)因子的作用特點(diǎn)5．限制性limitation

任何一種生態(tài)因子的量(或質(zhì))不足deficient或過(guò)多redundant對(duì)中心生物的生長(zhǎng)發(fā)育growthanddevelopment都會(huì)產(chǎn)生不利影響adverseeffect，當(dāng)接近或超過(guò)中心生物的耐受tolerance范圍時(shí)，就會(huì)對(duì)中心生物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生限制作用。

生態(tài)最低點(diǎn)生態(tài)最低度生態(tài)下限(Ecologicalminimum)生態(tài)最高點(diǎn)生態(tài)最高度生態(tài)上限(Ecologicalmaximum)生態(tài)幅度(ecologicalamplitude)生態(tài)價(jià)(ecologicalvalence)生態(tài)最適點(diǎn)生殖生長(zhǎng)生存

生物的生態(tài)類型廣溫型(eurythermal)狹溫型(stenothermal)廣濕型(euryhydric)狹濕型(stenohydric)廣鹽型(euryhaline)狹鹽型(stenohaline)廣食型(euryphagic)狹食型(stenophagic)廣棲型(euryoecious)狹棲型(stenooecious)廣光型(euryphotic)狹光型(stenophotic)

生態(tài)因子的作用特點(diǎn)6．階段性phase

生物的生長(zhǎng)發(fā)育在不同的階段對(duì)生態(tài)因子的要求不同，因此，生態(tài)因子對(duì)中心生物的影響也有階段性，有時(shí)階段性相當(dāng)明顯。如光周期對(duì)滯育性昆蟲的作用就具有明顯的階段性。

生態(tài)因子的作用特點(diǎn)7．相互性mutuality

環(huán)境昆蟲

昆蟲環(huán)境

作用(action)反作用(reaction)

捕食者predator與獵物prey(食蚜蠅、兵蚜)

寄生者parasite與寄主host(蚜蟲與蚜繭蜂)

共生者symbiont與宿主host(蚜蟲與螞蟻)

生態(tài)因子的作用特點(diǎn)8．復(fù)雜性complexity

點(diǎn)point網(wǎng)net線line（三）生態(tài)因子的限制性作用

restrictionofecologicalfactors限制因子limitingfactors利比希（Liebig）最小因子定律Liebig’slawofminimum謝爾福特（Shelford）耐性定律shelford’slawoftolerance生態(tài)幅

ecologicalrange生態(tài)內(nèi)穩(wěn)態(tài)及耐性限度的調(diào)整ecologicalhomeostasisandtoleranceadjustment指示生物biologicalindicator限制因子limitingfactors限制生物生存survival和繁殖propagation的關(guān)鍵性因子keyfactor叫做限制因子生物的限制因子取決于生物對(duì)某種因子的耐受范圍tolerancerange：因子較穩(wěn)定，生物的耐受范圍寬，則為非限制因子non-limitingfactor 如：空氣中的氧氣耐受范圍窄，則為限制因子limitingfactor 如：水體中的溶解氧限制因子的價(jià)值valueoflimitingfactor某種生物的限制因子即是其生存的關(guān)鍵；找到了限制因子就意味著掌握了某種生物與環(huán)境復(fù)雜關(guān)系的鑰匙利比希最小因子定律Liebig’slawofminimum

基本描述basicdescription生物的生長(zhǎng)growth取決于處在最小量狀況的食物的量。最小因子定律的補(bǔ)充supplement該定律只適用于穩(wěn)定狀態(tài)stablestatus某些因子的作用受到其它條件的影響（如肥效也受氣候的影響）必須考慮生態(tài)因子之間的相互作用interactionN支持產(chǎn)量的80%，P支持90%，實(shí)際產(chǎn)量production只有72%而不是80%。謝爾福特耐受定律shelford’slawoftolerance

基本描述basicdescription生物的生存survival與繁殖propagation，要依賴某種綜合環(huán)境因子integratedenvironmentalfactor的存在，只要其中一項(xiàng)因子的量（或質(zhì)）不足或過(guò)多，超過(guò)了某種生物的耐性限度，則該物種不能生存，甚至滅絕。（圖2-1）耐受定律的補(bǔ)充supplement生物能夠?qū)σ粋€(gè)因子耐受范圍廣，而對(duì)另一個(gè)因子耐受范圍窄對(duì)所有生態(tài)因子耐受都很寬的生物，其分布一般很廣；在對(duì)一個(gè)因子處于不適狀態(tài)時(shí)，對(duì)另一因子耐受力可能下降；生物有時(shí)并不在環(huán)境因子的最適范圍內(nèi)生活；繁殖期通常是一個(gè)臨界期，環(huán)境因子最可能起限制作用。圖2-1生物種耐受性圖解diagramoforganismtolerance生態(tài)幅ecologicalamplitude概念：物種對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)范圍的大小。Therangeofenvironmentadaptedbyonespecies廣溫性生物eurytherm與窄溫性生物stenotherm的生態(tài)幅的比較（圖2-2）窄溫種的最低、最高和最適宜溫度點(diǎn)相距最近；廣溫種的最低、最高和最適宜溫度點(diǎn)相距較遠(yuǎn)。物種對(duì)兩個(gè)生態(tài)因子適應(yīng)范圍不一致時(shí)，生態(tài)幅為適應(yīng)范圍窄的因子所限制生物種之間的相互作用，常常影響物種利用最適宜的環(huán)境條件（圖2-3）生物的適應(yīng)是建立在“生物與環(huán)境協(xié)同進(jìn)化”的基本原理之上。圖2-2廣溫性生物eurytherm與窄溫性生物stenotherm的生態(tài)幅的比較

A.冷窄溫；B.廣溫；C.暖窄溫圖2-3種間競(jìng)爭(zhēng)interspecies

competition引起一個(gè)物種的生理最適范圍bestphysiologicalrange與生態(tài)最適范圍bestecologicalrange的分離isolationHabitatrangegrowth生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)及耐性限度的調(diào)整

ecologicalhomeostasisandtoleranceadjustment內(nèi)穩(wěn)態(tài)homeostasis及其保持機(jī)制mechanism內(nèi)穩(wěn)態(tài)是生物控制體內(nèi)環(huán)境以保持相對(duì)穩(wěn)定stable的機(jī)制恒溫動(dòng)物homeotherm通過(guò)控制體內(nèi)產(chǎn)熱過(guò)程以調(diào)節(jié)體溫；變溫動(dòng)物poikilotherm通過(guò)減少散熱或利用環(huán)境熱源使身體增溫。非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物non-homeostasisspecies的耐性tolerance取決與體內(nèi)酶系統(tǒng)enzymesystem的作用體內(nèi)環(huán)境innerenvironment隨著體外環(huán)境變化圖2-4為環(huán)境變化對(duì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)體內(nèi)環(huán)境的影響耐性tolerance限度的馴化domesticaton人為調(diào)整生物體內(nèi)酶系統(tǒng)可以改變生物的耐性限度，叫馴化。馴化時(shí)間較長(zhǎng)，但經(jīng)生理補(bǔ)償physiologicalcompensation機(jī)制的誘發(fā)，可縮短時(shí)間。金魚goldfish在兩種不同溫度下的馴化結(jié)果（圖2-5）圖2-4環(huán)境變化對(duì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)homeostasis和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)non-homeostasis體內(nèi)環(huán)境的影響effectInternalenvironmentOutsideenvironment圖2-5金魚在兩種不同溫度下的馴化結(jié)果指示生物biologicalindicator指示生物indicatororganism具有對(duì)環(huán)境狀態(tài)及特點(diǎn)的指示作用：指示節(jié)氣solarterm棗jujube花發(fā)，種棉花；杏apricot花開(kāi)，快種麥指示天氣燕子swallow低飛預(yù)示雨將來(lái)臨，蜻蜓dragonfly高飛預(yù)示天晴指示水質(zhì)美國(guó)威斯康星地區(qū)湖泊中的軟水softwater指示植物為水八角屬Gratiola，硬水hardwater指示植物為小水毛茛Ranunculusaquatilis。指示資源安徽的海州香薷Moslachinensis指示銅礦coppermine，湖南念同的野韭leek指示金礦goldmine指示生物只在一定的時(shí)空范圍內(nèi)起作用：安徽的海州香薷只在安徽指示銅礦，在北方則無(wú)此作用Nemoriaarizonaira第二節(jié)溫度對(duì)昆蟲的影響

Effectsoftemperatureoninsects一、動(dòng)物對(duì)溫度條件的適應(yīng)Adaptationofanimaltotemperature二、昆蟲體溫及群體周圍溫度的調(diào)節(jié)Regulationoftemperatureofinsectbodiesandtheirsurroundings三、昆蟲對(duì)溫度的適應(yīng)范圍theadaptationrangeofinsecttotemperature四、溫度與昆蟲發(fā)育的關(guān)系relationshipbetweentemperatureandinsectdevelopment五、極端溫度對(duì)昆蟲的影響effectsofextremetemperatureoninsects一、動(dòng)物對(duì)溫度條件的適應(yīng)

Adaptationofanimaltotemperature變溫動(dòng)物poikilothermicanimal指體溫隨周圍環(huán)境的升降而有變化的動(dòng)物，昆蟲屬于變溫動(dòng)物也叫冷血?jiǎng)游颿old-bloodedanimal。恒溫動(dòng)物homothermicanimal指體軀保持一定體溫，不受周圍環(huán)境溫度變動(dòng)的影響，如鳥(niǎo)類、哺乳類動(dòng)物也叫熱血?jiǎng)游飛arm-bloodedanimal。對(duì)于恒溫動(dòng)物，當(dāng)體內(nèi)溫度升高時(shí)，新陳代謝減退，如人發(fā)高燒，變溫動(dòng)物，當(dāng)體內(nèi)溫度升高時(shí)，新陳代謝也增強(qiáng)。二、昆蟲體溫及其調(diào)節(jié)bodytemperatureofinsectanditsregulation1、昆蟲體溫bodytemperature的獲得和產(chǎn)生acquisitionandgeneration①來(lái)源于太陽(yáng)輻射radiation，如一種沙漠蝗desertlocust，在日光sunlight下體溫升到35－45℃degreecelsius。②體內(nèi)新陳代謝metabolite產(chǎn)生的代謝熱metabolicheat。③通過(guò)傳導(dǎo)conduction獲得，如蜜蜂在蜂房hive內(nèi)密集cluster，這樣溫度能保持在24－25℃，以此渡過(guò)passthrough嚴(yán)冬。不同環(huán)境溫度對(duì)馬尾松毛蟲幼蟲體溫的影響時(shí)間/min環(huán)境溫度環(huán)境溫度蔭蔽太陽(yáng)下死蟲活蟲時(shí)間/min太陽(yáng)輻射對(duì)馬尾松毛蟲幼蟲體溫的影響2、昆蟲體溫的損失lossofbodytemperatureofinsect昆蟲體積volume小，相對(duì)面積surface大，所以其熱能heatenergy散失loss的主要途徑。①通過(guò)體壁cuticle向外傳導(dǎo)conduction②輻射radiation③蒸發(fā)evaporation3、昆蟲體溫的調(diào)節(jié)regulationofinsectbodytemperature昆蟲對(duì)體溫的調(diào)節(jié)能力較差，主要是靠改變行為behavior或選擇適宜的棲息場(chǎng)所habitat，以保持適宜體溫。在高溫或寒冷情況下，昆蟲可通過(guò)下列途徑調(diào)節(jié)體溫。①

通過(guò)生理上physiological的呼吸作用respiration，蒸發(fā)evaporation，新陳代謝metabolism來(lái)散熱releaseheat。②

群集cluster在一起，肌肉收縮musclecontract、擋風(fēng)等，例如前面講到的蜜蜂在蜂房hive內(nèi)密集成團(tuán)。③

遷移到適溫住所migratetoahabitatwithasuitabletemperature。（躲到土壤中越冬，莖葉stemandleaf中越冬，遷飛性害蟲migratoryinsects，遷到南方越冬）。三、昆蟲對(duì)溫度的適應(yīng)范圍

thetemperaturerangeadaptedbyinsect溫區(qū)的概念theconceptoftemperaturezone昆蟲在由高到低的不同溫度區(qū)段內(nèi)表現(xiàn)出不同的生命活力vitality，這些特定的溫度區(qū)段range稱為溫區(qū)temperaturezone。昆蟲在一定的溫度范圍（溫區(qū)）內(nèi)才能進(jìn)行正常的生長(zhǎng)發(fā)育，超過(guò)exceed了這一溫度范圍，其生長(zhǎng)發(fā)育將受到抑制，甚至死亡。溫度T溫區(qū)temperaturezone昆蟲對(duì)溫度的反應(yīng)reaction致死高溫區(qū)

zoneofhighlethaltemperature短時(shí)間內(nèi)死亡dieinashorttime亞致死高溫區(qū)zoneofhighsublethaltemperature熱昏迷comabyheat高適溫區(qū)zoneofhighfavorabletemperature適溫區(qū)zoneoffavorabletemperature隨溫度增高，死亡率mortality增大最適溫區(qū)zoneofmostfavorabletemperature消耗能量小leastenergy，死亡率最低低適溫區(qū)zoneoflowfavorabletemperature隨溫度降低，死亡率增大亞致死低溫區(qū)zoneoflowsublethaltemperature冷昏迷comabycold致死低溫區(qū)zoneoflowlethaltemperature短時(shí)間內(nèi)死亡dieinashorttime50403020100-10-30溫區(qū)的劃分和昆蟲在不同溫區(qū)的反應(yīng)桔潛葉蛾溫度生態(tài)可塑性ecologicalplasticityofthebodytemperatureofleafminer卵的臨界發(fā)育溫度criticalzero為2.0℃，最適溫區(qū)zoneofmostfavorabletemperature為20－28℃。L1larva臨界發(fā)育溫度為10.3℃，最適溫區(qū)為20－30℃。L2臨界發(fā)育溫度為8.8℃，最適溫區(qū)為20－30℃。L3臨界發(fā)育溫度為8.9℃，最適溫區(qū)為20－30℃。L4臨界發(fā)育溫度為11.4℃，最適溫區(qū)為20－30℃。蛹pupa臨界發(fā)育溫度為9.1℃，最適溫區(qū)為20－32℃。成蟲adult，最適溫區(qū)為20－28℃。四、溫度與昆蟲發(fā)育的關(guān)系

Relationshipbetweentemperatureandinsectdevelopment----有效積溫法則Lawofeffectiveaccumulativetemperature溫度與生物生長(zhǎng)temperatureandbiologicalgrowth任一生物的生命活動(dòng)都有最低lowest、最適mostfavorable和最高h(yuǎn)ighest溫度（三基點(diǎn)threecardinal

temperature）；三基點(diǎn)來(lái)源于酶系統(tǒng)的活性；不同生物的三基點(diǎn)是不同的。溫度與生物發(fā)育temperatureandbiologicaldevelopment溫度與生物發(fā)育的最普遍規(guī)律generalprinciple是有效積溫effectiveaccumulativetemperature；法國(guó)雷米爾（Reaumur,1735)有效積溫法則k—生物所需的有效積溫；N—天數(shù)days（d）；T—當(dāng)?shù)卦摃r(shí)間的平均溫度meantemperature（℃）；T0—該生物所需的最低溫度（又叫生物零度biologicalzero）。如水稻rice：在北方只能種一季；海南島可以種三季season。積溫accumulativetemperature生物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中須從外界攝取一定的熱量heatenergy，其完成某一發(fā)育階段所攝取的總熱量為一常數(shù)。Reaumer(1735)有效積溫effectiveaccumulatedtemperature發(fā)育起點(diǎn)以上的溫度是有效溫度，生物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中從外界攝取發(fā)育起點(diǎn)以上溫度的總和稱為有效積溫。

N(T-C)=KN：完成生長(zhǎng)發(fā)育階段所需要的時(shí)間T：該期平均溫度meantemperatureK：為常數(shù)constantC：發(fā)育起點(diǎn)溫度developmentalzero根據(jù)有效積溫法則，可計(jì)算生物的生長(zhǎng)發(fā)育的最低臨界溫度。例1：地中海果蠅在26℃下，20d完成生長(zhǎng)發(fā)育，而在19.5℃則需要41.7d。求它的生長(zhǎng)發(fā)育最低臨界溫度。解：根據(jù)有效積溫法則，只要在生命活動(dòng)所需的溫度范圍內(nèi)，其有效積溫相等，則有果蠅的最低臨界溫度是13.5℃。生物的發(fā)育速度則是其發(fā)育時(shí)間的倒數(shù)，及V=1/N。于是有表示在發(fā)育的溫度內(nèi)，溫度與發(fā)育歷期成雙曲線關(guān)系，即溫度越高，發(fā)育歷期越短；溫度越低，發(fā)育速度越慢（圖2-9）。R.A.FerchaultdeRéaumur(1683–1757)K=N(T-C)（雙曲線hyperbolic）T=K/N+CV=1/NT=C+KV（直線linear）圖2-9地中海果蠅發(fā)育歷程與溫度的雙曲線hyperbolic關(guān)系溫度temperature與發(fā)育歷期developmentalduration及發(fā)育速度developmentalrate的關(guān)系在很多情況下昆蟲的發(fā)育速率與溫度間的關(guān)系并不呈直線關(guān)系，而是在較低溫度范圍內(nèi)發(fā)育速率增長(zhǎng)較緩慢，溫度繼續(xù)升高到適溫范圍時(shí)，發(fā)育速率迅速呈直線增長(zhǎng)，而在偏高溫度范圍內(nèi)，發(fā)育速率又復(fù)減緩，這種關(guān)系可用邏輯斯諦曲線配合，其理論公式為：式中：V――發(fā)育速率T――溫度K――速度上限upperlimita——曲線在溫度軸上的相對(duì)值correspondingvalueb——曲線斜率slope一般通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，可得到在不同溫度（T1,T2,T3,……,Tn）條件下昆蟲各發(fā)育階段的發(fā)育時(shí)間（D1,D2,D3,……,Dn），并計(jì)算出各自的發(fā)育速率（V1,V2,V3,……,Vn），按照統(tǒng)計(jì)學(xué)上的“最小二乘法”可求出昆蟲的發(fā)育起點(diǎn)溫度（C）和有效積溫（K）為：要使=a+bx最好地代表y和x在數(shù)量上的互變關(guān)系，根據(jù)最小二乘法，必須使下式為最小，因此，分別對(duì)a和b求偏導(dǎo)數(shù)partialderivative并令其為0，即可獲得正規(guī)方程組(normalequations):解之得：得到的a和b可保證為最小，同時(shí)使推測(cè)一種昆蟲的地理分布界限如云南召通海拔高，全年總積溫不夠三化螟完成，一個(gè)世代的發(fā)育，故云南召通沒(méi)有三化螟發(fā)生。但對(duì)多年一代的昆蟲不適用。推測(cè)一種昆蟲在不同地區(qū)可能發(fā)生的世代數(shù)如：在山東泰安年有效積溫為1980.7日度，小地老虎完成一代的有效總積溫（K）為504.47日度。發(fā)生世代數(shù)（N）＝1980.7/504.47=3.9=4代預(yù)測(cè)和控制昆蟲的發(fā)育期預(yù)測(cè)某種昆蟲來(lái)年發(fā)生的程度飼養(yǎng)昆蟲有效積溫的應(yīng)用有效積溫法則在應(yīng)用上的局限性limitation

ofeffectiveaccumula