园艺植物昆虫发生与环境的关系.ppt

第二章 园艺植物昆虫发生与环境的关系,害虫能否大量发生、严重为害的规律性,园 艺 植 物 病 虫 害 防 治,主讲教师：刘 刚 副教授，硕士四川师范大学生命科学学院,Control of disease and insect in plant of Horticulture,第一节 昆虫与环境的相互关系,认识昆虫 从特征、特性去了解；从它与环境的相互关系中去研究、了解。害虫能否大量发生和严重为害的规律：害虫本身的内部因素（如种群基数、繁殖能力、为害特性等）；害虫与环境的关系（环境条件是否有利于害虫），昆 虫对环境的要求是外界因素。,昆虫与环境相互关系的应用,对害虫，改造环境使之不利于害虫而有利于农业生产，为综合防治害虫提供科学根据；对益虫，保护环境创造更有利的环境条件，促使益虫的大发展。,害虫与环境的关系昆虫对环境条件的要求,一、环境分析 二、气候因子 三、土壤因子 四、生物因子,一、环境分析,昆虫与环境的关系（辨证的对立统一的关系）表现在物质和能量的交换：昆虫从环境中吸收营养、水分和氧气等构成自身；把获得的能量用于生命活动，将代谢产物排到环境。昆虫通过新陈代谢的方式和环境互相联系，本身也构成环境的一部分。长期的历史发展，通过自然选择，昆虫获得了对环境条件的适应性，但适应性永远是相对的；环境条件在不断地变化，可引起昆虫大量死亡或大量发生；昆虫自己的生命活动也在不断地改变着生活的环境。,昆虫的生态标准和生态可塑性,各种昆虫的生长发育和繁殖，对环境条件各有特殊要求，也就是对环境条件各有自己的标准要求，这在生态学上叫该种昆虫的生态标准。生态标准是昆虫遗传性的一种表现，是种的保守性的一面。昆虫为了适应变化的环境条件以保存和发展自己，能忍受一定程度的环境条件的变化，这种适应性叫做生态可塑性。这是种的进步性的一面。各种昆虫的适应能力各不相同，适应能力强的种叫做广可塑性种（也叫做广适应性种），适应性弱的种叫做狭可塑性种（也叫做狭适应性种）。很明显，防治广可塑性种的害虫将会更困难些。,环境由各种生态因子组成,非生物因子：（自然因子）生物因子：,物理因子或化学因子，如温度、光、湿度、降水（雨、雪、雹、霜、雾、露等）、气流、气压（统称为气候因子）空气（氧气、二氧化碳等）、水分、盐分、各种化学因子,食物因子、天敌因子及其它生物因子,地球生物圈，生物环境主要指：大气、水域和陆地（土壤）,生态因子：环境中影响有机体生命的各种条件。按性质，常将生态因子分为：,各种生态因子相互影响、综合作用于昆虫,各种生态因子对昆虫的作用不是同等重要的。有些因子是昆虫生活必需的，是昆虫的生存条件，缺一就不能生存。如食物、水分、氧气、热能等。有些因子对昆虫有很大影响，但不是生存所必需的，称为作用因子，如天敌和人的活动等。在一定的时间、空间条件，总有一些（或一个）因子对昆虫种群数量动态起主导作用。主导因子对害虫测报有重要意义。,二、气候因子,包括温度、光、湿度、降水、气流、气压等。自然条件下，气候因子综合作用于昆虫，但各因子的作用并不相同，温度（热）、湿度（水）对昆虫的作用最为突出。昆虫在形态、生理和行为等方面，都反应了对气候因子的适应性。适应有一定范围，当变化的气候条件超出一定范围，就直接或间接（通过对食物、天敌等的影响）引起昆虫种群数量的变化。,观察和分析气候因子,大气候（一般气象台观测的气候）、地方气候（一定生态环境的气候）、小气候（一般离地面1.52.0米气层内的气候）,（一）、温度,昆虫是变温动物，体温基本上取决于环境温度。环境温度对昆虫的生长、发育和繁殖有极大的作用；适应的环境温度是昆虫的生存条件。环境温度通过影响食物、天敌和其它气候因子等间接作用于昆虫。,气候因子,1、昆虫对温度的适应范围,昆虫在一定的温度范围(温区)内才能进行正常的生长发育，超过这一温度范围，其生长发育将受到抑制，甚至死亡。昆虫对温度的适应范围：(1)适温区(2)临界致死高温区(3)致死高温区(4)临界致死低温区(5)致死低温区,(1)适温区,也称有效温区，在温带一般为 840。此温区内，昆虫的生命活动都可正常进行，但发育速度有差异，又可分为：1高适温区 温度约为 3040。在此温区内，昆虫的发育速度随着温度的升高而减慢。此温区的上限，称为最高有效温度，达此温度，昆虫的繁殖力就会受到抑制。2最适温区 一般为 2030。在此温区内，昆虫发育速度适宜，并随着温度升高而加速，寿命适中，繁殖力最大。3低适温区 般为 820。在此温区内，昆虫的发育速度随着温度降低而减慢，繁殖力也随之下降，甚至不能繁殖。此温区的下限称最低有效温度，只有高于这一温度，昆虫才开始发育，故称为发育始点(发育起点)温度。,(2)临界致死高温区,也称为亚致死高温区，一般为4045。此温区内，由于不适宜的高温，昆虫生长发育和繁殖受到明显抑制。如高温持续时间过长，昆虫呈热昏迷状态或死亡；如在短时间内温度恢复正常，昆虫仍可恢复正常状态，但部分机能可能受到损伤，特别是生殖机能最敏感。昆虫的死亡取决于高温的强度和持续的时间。,(3)致死高温区,一般为4560。在此温区内，昆虫经过较短的时间后便死亡。其上限温度称为最高致死温度，是理论上的最速致死高温。,也称为亚致死低温区，一般为810。此温区内，昆虫呈冷昏迷状态。如持续时间较短，当温度恢复正常时，昆虫可恢复正常状态；如持续时间过长，也可造成死亡。昆虫的死亡取决于低温的强度和持续的时间。,(4)临界致死低温区,(5)致死低温区,一般为一1040。在此温区内，昆虫一般经一定时间便会死亡。其下限温度称为最低致死温度，是理论上的最速致死低温。不同种或同种昆虫的不同发育阶段(虫期)和不同生理状态(如生长发育期、滞育期)，在不同的环境条件下(如季节、场所、外界温度变化速率等)，其对温度的适应范围是不同的。,昆虫对温度的适应范围,昆虫的抗寒性和抗热性,主要由昆虫的生理状态所决定。一般体内组织中的游离水少，结合水（被细胞原生质的胶体颗粒所吸附的水分子）多，其抗性就高，反之则低。体内积累的脂肪和糖类的含量越高，抗寒性也越强。昆虫在越冬前体内组织发生一系列的变化，减少游离水，增多结合水、脂肪和糖类，以增强抗寒力，安全越冬。一般越冬虫态的抗寒力最强，老熟幼虫次之，正在生长发育的虫态最差。,昆虫对高温的忍受力,一般昆虫对高温的忍受能力远不及对低温的忍受能力强。利用高温杀虫比利用低温杀虫效果好得多。许多越冬昆虫能忍受冰点以下的温度，甚至体内已结冰仍不死亡，但在高温时，昆虫的细胞原生质很快变性而死亡。,2.温度对昆虫的影响,（1）温度对昆虫发育的影响和有效积温法则（2）温度对昆虫繁殖力的影响（3）温度对昆虫其它方面的影响,平均温度对昆虫发育速度的影响,温度(平均温度)是重要生态因素，影响显著。发育速度(V)以发育时间(D)的倒数表示：V1D新陈代谢是在各种酶和激素的作用下进行的一系列生化反应，一定温度范围内，生化反应速度随温度的增高而加速。在一定温度范围内，发育速度随温度的增高而加快；而发育时间随温度的增高而缩短。,（1）温度对昆虫发育的影响和有效积温法则,昆虫和其它生物一样，完成其发育阶段(如卵、各龄幼虫、幼虫期、蛹、成虫产卵前期或一个世代)需要积累一定的热能，即所需要的热能为一常数。以发育时间(D)与发育期的平均温度(T)的乘积表示所需的热能，称为积温常数(K)。KDT 单位：日度,有效积温常数,但昆虫各发育阶段只有达发育始点(development zero，C)的温度才开始发育，积累在发育始点以上的温度，称为有效积温常数(K)。,有效积温法则,根据实验，昆虫完成一定发育阶段（虫期或世代）所需天数与同期内的有效温度（发育起点以上的温度）的乘积，是一个常数，此常数为昆虫的有效积温常数。这一规律称为有效积温法则：公式：K=D（T C）,N 发育天数（历期），单位：日 K 有效积温，单位：日度T 实际温度，单位：C 发育起点温度，单位：,为了计算统计方便，可转换为直线公式表示,因 V1D，故：TCKV一般用实验法测得昆虫的发育始点(C，截距)和有效积温(K，斜率)这两个生物学常数，常用的实验法有定温法和自然变温法。,（1）预测昆虫的发生期,已知深点食螨瓢虫卵的发育始点为15.46，完成卵期要求的有效温为58.04日度。如7月l0日调查，正是其产卵盛期，7月中旬气象预报平均气温为28，试预测其第1龄幼虫盛期。代入 KD(TC)即 D58.06(28 15.46)4.6(天)故7月15日为其第1龄幼虫发生盛期,有效积温法则的应用,预测各虫期的出现日期,知道某虫完成各虫期所需的有效积温，根据该地区的气候资料或当年的气候预报，就可预测此虫各虫期在该地的出现日期。例如东亚飞蝗蝗蝻发育起点温度为18，从孵化到达三龄所需有效积温为130日度。今知某地夏蝗蝗蝻孵化盛期为5月10日左右，该地区气候预报5月中旬的草丛平均温度为25，求三龄盛期约在什么时间？,5月29日,有效积温法则的应用,（2）、预测昆虫在某一地的发生代数 设某地对某虫一年可提供的有效积温（K1）,世代数=-,某虫完成一代所需的有效积温（日度）,某地一年的有效积温（日度）,（3）、应用于引进和适期释放天敌,选择和引进天敌昆虫时，应考虑其与所控制害虫的发育始点相一致。如吹绵蚧与其天敌澳洲瓢虫的发育始点分别为0 和90故引进这种天敌时，应人工饲养释放才能收到控害效果。,有效积温法则的应用,有效积温法则应用的局限性,(1)一年严格发生1代的专性滞育的昆虫、多年发生1代的昆虫和具有定向迁飞习性而在本地不能越冬的昆虫，利用有效积温法则推测其一年发生代数则无意义。(2)昆虫栖息场所的小气候温度与百叶箱测得的大气温度有所差异，应找出它们的相关性，测报时予以修正。(3)昆虫的不同地理种群的发育始点不完全相同，如二化螟卵、幼虫和蛹的发育始点在我国长沙测定分别为99、148和109，而在日本测定分别为1012、l012C和100。(4)在定温和自然变温下，昆虫的发育速度有所不同。如在实际应用中常发现，在早春预测时，理论预测期常比实际发生期推迟；而在夏季预测时，则理论预测期比实际发生期提早。这主要是由于早春的日最低温度和夏季的日最高温度在变温中的影响所造成的。(5)温度虽然是影响昆虫发育速度的主要因素，但湿度、食料等也有一定的影响。故在应用时，应全面分析，注意修正。,（2）温度对昆虫繁殖力的影响,在最适温度范围内，昆虫的性腺成熟随温度升高而加快，产卵前期缩短，产卵量也较大。在低温下成虫多因性腺不能成熟或不能进行性活动而减低繁殖力。在不适宜的高温下，性腺发育也会受到抑制，生殖力也下降。过高的温度常引起昆虫不育，特别易引起雄性不育。,（3）温度对昆虫其它方面的影响,温度也影响昆虫的寿命。一般情况下，昆虫的寿命随温度的升高而缩短，这也是温度影响了昆虫新陈代谢速率的缘故。温度对昆虫的行为活动影响也很大。在适温范围内，昆虫的活动随温度的升高而加强。,（二）、光,光也是一个重要的气候因子。光对昆虫的影响有三个方面：,气候因子,1.光的强度2.光的性质3.光周期,1.光的强度,光的强度也就是亮度或照度。主要影响昆虫昼夜的活动和行为，如交配、产卵、取食、栖息等。按照昆虫生活与光强度的关系把昆虫分为：白昼活动(如蝶类、蝇类、蚜虫等)、夜间活动(如夜蛾科、螟蛾科及多数金龟科昆虫等)、黄昏活动(弱光活动，如小麦吸浆虫、蚊等)和昼夜活动(如某些天蛾科、大蚕蛾科、蚕蛾科等昆虫)。,光对昆虫的影响,同种昆虫不同的发育阶段有所不同,光强度与昆虫活动的关系：因虫种而异同种昆虫的不同发育阶段也有所不同。如家蚕成虫主要在白天交配,但在暗光下产卵最多，强光有抑制产卵的作用；其幼虫则昼夜均可取食。,光是一种电磁波，波长不同显出不同的性质。太阳光通过大气层到达地面的波长为2902000毫微米，人眼能见的光限于390750毫微米。波长不同显出不同的光色，着波长由750毫微米逐步缩短为390毫微米，可见光色由红、橙、黄、绿、青（蓝绿）、蓝、紫的变化。短于390毫微米的是紫外光，长于750毫微米的是红外光，人眼都不能见。,光对昆虫的影响,2.光的性质,昆虫辨别光波的能力,昆虫能见到紫外光（在250700毫微米之间，偏于短光波）而见不到红外光，有些红色花能反射紫外光，昆虫也有识别，这是利用黑光灯诱虫效果好的道理。人类可辨别可见光谱中的60种光色，昆虫中视觉较发达的蜜蜂，只能辨别4种光色（紫、绿、黄、红）。有些昆虫不同性别对光波的反应有差别，如大黑金龟子雄成虫有趋光性，雌性成虫无。,不同颜色的光波可成为不同种类昆虫生命活动的信息,不同昆虫对光波各有特殊的反应。蚜虫对黄色光有趋光性，对银灰色光波有背光性（利用黄色板诱蚜，利用银光驱蚜）。我国南方柑橘园中有一种危害果实的嘴壶夜蛾，对黄光有背光性（可利用黄光来驱蛾）。许多植食性昆虫对紫、蓝、绿色表现出趋性，如菜粉蝶等。粘虫雌成虫产卵喜欢趋向于黄褐色的枯叶(谷子)和枯雄穗(玉米)。,3.光周期,一天中昼夜的交替现象，一般以24小时中日照时数来表示。光周期在不同地理纬度上有不同程度的季节变化(赤道上无变化)。在北半球，“夏至”日昼最长，夜最短；“冬至”日昼最短，夜最长；“春分”、“秋分”日昼夜时数相等。光周期的季节变化在一定纬度地区是相当稳定的，对生活于该纬度地区的生物的影响也是深刻而稳定的，使生物获得了遗传上的稳定性。昆虫也不例外。,光对昆虫的影响,光周期对昆虫的生命活动节律起重要的信息作用,引起昆虫滞育的主导因子。有些昆虫以长日照的出现为信息而进入滞育（夏眠性昆虫，如大地老虎等），称此类为长日照滞育型（或称为短日照发育型，因为此类昆虫为在短日照下不发生滞育）。另一些昆虫以短日照的出现为信息而进入滞育（冬眠性昆虫，如蚜虫等），称此类昆虫为短日照滞育型（或长日照发育型，因为此类昆虫在长日照下不发生滞育）。,长日照滞育型的昆虫种类很少；短日照滞育型的昆虫种类很多，生活于温带及寒温带地区的昆虫大多属于此类；有些种类属于中间型，如桃小食心虫；有的种类对光照无反应，如秋千毛虫。,感应光照虫态与滞育虫态,昆虫对光周期能起反应的虫态称为感应光照虫态，进行滞育的虫态称为滞育虫态。如菜粉蝶以幼虫为感应光照虫态，以蛹为滞育虫态。能够引起一种昆虫种群的50%个体进入滞育的光周期，称为临界光周期。光周期还对昆虫的世代交替起着信息作用。如蚜虫在短光照条件下产生有翅性蚜，出现两性世代；在长日照条件下出现单性世代。研究滞育规律在昆虫测报上很重要。,（三）、湿度和降水,湿度实质上就是水的问题。水分是昆虫维持生命活动的介质，如消化作用的进行，营养物质的运输，废物的排出，以及体温的调节等都与水分直接相关；同时水也是影响昆虫种群数量动态的重要环境因素。不同种类的昆虫和同种昆虫的不同发育阶段，都有其一定的适湿范围，高湿或低温对其生长发育，特别是对其繁殖和存活影响较大。同时，湿度和降水还可通过天敌和食物间接地对昆虫发生影响。,气候因子,一般虫体的含水量为体重的4692%，有些水生昆虫可高达99%。不同昆虫的含水量不同，都有自己的适当含水量。不同虫态含水量也不同，一般幼虫含水量都高，越冬幼虫含水量则较低。根据不同昆虫对水分的要求不同分为：,水生昆虫、土栖昆虫和陆生昆虫,昆虫所需的水分主要由食物中获得，有些种类也可以直接饮水，如蜜蜂及一些蛾、蝶类等。水生昆虫可以直接从水中获得水分。一般昆虫失水的主要途径是通过呼吸，其次是粪便、体壁的节间膜部分的蒸发。昆虫的正常生理活动只能在获水与失水的动态平衡中进行。如果水分失去平衡，则正常的生理机能受阻，严重时发生死亡。,1、昆虫的获水与失水的动态平衡,2、昆虫对湿度的反应,适宜湿度范围不适宜范围致死湿度范围,但不象温度那样明显，一般适宜范围也比较大。,3.湿度对昆虫的影响,湿度对昆虫发育速率有影响，一般在一定温度条件下，湿度才会影响昆虫的发育速率，一般湿度越高，发育历期越短；湿度对昆虫的成活率和繁殖力有影响，一般湿度大，产卵量高、成活率与孵化率也高。生长发育和繁殖都需要相当高的湿度，干旱对昆虫的生长发育和繁殖不利，特别在高温下，更为不利。也有相反的要求低湿，这样的害虫干旱年份往往发生重。,湿度对昆虫发育速度的影响远不如温度明显,其血液有一定的调节代谢水的能力；在发育期间食物含水量充足。只有在湿度过高或过低而且持续一定时间，其影响才比较明显。如东亚飞蝗卵在30时，土壤含水量在1518发育正常。但土壤含水降至4时，孵化率低，而且孵化时间大大延迟。,4.降雨对昆虫的影响,降雨还影响空气的湿度和温度等，进而影响昆虫的数量变化，但受降雨时期、次数、雨量而异。暴雨对弱小的害虫如蚜虫、螨类有机械的冲刷作用。春夏多雨，洼地长期积水，不利于东亚飞蝗卵的存活。连续降雨会影响寄生性天敌的寄生率，如赤眼蜂、姬蜂等。大雨可迫使远距离迁飞的昆虫（如粘虫）中途降落。,（四）、风,风对昆虫的迁飞、扩散起重要作用：许多昆虫可以借助风力传播到很远的地方。蚜虫在风力帮助下可迁飞到12201440公里之外；一些蚊蝇可被风带到251680公里外；一些无翅昆虫可附在枯叶碎片上被上升气流带到高空再传播到远方。我国东半部地区粘虫成虫的季节性远距离迁飞，与季风有密切关系。迁飞性昆虫，如飞蝗类、飞虱类、一些蛾蝶类等，迁飞都会受到风力的很大影响。一些幼虫的扩散受到风力的帮助，如槐尺蛾幼虫吐丝下坠，风力吹动可转移到其它的植株上。,气候因子,大风可影响昆虫的进化等,达尔文早年在太平洋一些小岛上考察，发现岛上的一些昆虫在强大的海风下，形态上发生了变化：翅退化或极发达，这样就避免被风吹到海里。大风可以使许多飞行的昆虫停止飞行。据测定当风速超过4米/秒时，一般昆虫都停止飞行。在大风天灯光诱虫的效果不高，风愈大诱虫量就愈少。风影响环境的湿度、温度，间接影响昆虫。,三、土壤因子,土壤是昆虫的一种特殊生态环境。一些昆虫终生生活于土壤，如蝼蛄、土白蚁、蚂蚁、跳虫等；一些昆虫以一个虫态（或几个虫态）生活于土壤中，如蝉若虫、蛴螬、金针虫、地老虎幼虫等；一些昆虫在土壤中越冬越夏。据估计，约有9598%的昆虫种类与土壤发生或多或少的直接联系。,土壤对昆虫的影响,（一）土壤温度的影响（二）土壤湿度的影响（三）土壤理化性状的影响所有与土壤发生关系的昆虫，对于土壤的温度、含水量、机械组成、酸硷度、有机质含量等都有一定的要求。人类可通过耕作制度、栽培条件等的改善来改变土壤状况，使土壤有利于作物生长而不利于害虫的生存。,（一）土壤温度的影响,土温主要来源于太阳辐射热，其次为有机质发酵。土温的特点：日变化与年变化比较稳定，土层愈深变化愈小。不同种的昆虫可从不同深度的土层中找到适合的土温。加上土层的保护，所以许多昆虫喜在土壤中越冬（越夏）、产卵或化蛹等。,土栖昆虫的活动也受土壤温度的影响,如蝼蛄、蛴螬、金针虫等地下害虫在冬季严寒和夏季酷热的季节，便潜入深土层越冬或不活动，春、秋温暖季节上升到表土层来取食为害作物等。这种垂直迁移活动不仅在一年中随季节而变化，在一天中也表现出来。如蛴螬在夏季多在夜间及早晨上升表土层为害，日中便下降到稍深的土层中。,沟金针虫,在秋末表层土温1，5时，即潜到2723厘米土层处越冬翌年初春土壤温度回升至67时，才开始上升活动和为害。,（二）土壤湿度的影响,土壤湿度指土壤中自由水的绝对含量的重量百分率，主要来源于大气的降水及人工灌溉。土壤空隙中气态水一般总处于饱和状态（表土层外除）。土壤湿度一般很高，许多陆生昆虫喜将不活动的虫态，如卵（或蛹）产于（或潜入）土中，可避免大气干燥的不利影响。影响土栖昆虫的分布，如小地老虎幼虫、细胸金针虫喜欢在含水量较高的低洼地活动；沟金针虫喜欢在较干旱地活动。,在土壤过冬的昆虫，其出土的数量和时间受土壤含水量的影响十分明显。如小麦红吸浆虫幼虫在3、4月间遇到土壤水份不足时，就停止化蛹，继续滞育，土壤长期干燥，甚至可滞育几年。在土壤内产卵的昆虫，产卵时对土壤含水量也有一定要求。如东亚飞煌产卵的适宜含水量，砂土为1020，壤土为1518，粘土为1820。土壤湿度过大使土壤昆虫易于患病死亡。,（三）土壤理化性状的影响,土壤的机械组成（指土粒大小及团粒结构等）可以影响土栖昆虫的分布。如葡萄根瘤蚜只分布在土壤结构疏松的葡萄园，因为一龄若虫活动蔓延需要有较大的土壤空隙。土壤的酸硷度 影响土栖昆虫的分布。有的喜欢在硷性条件；有的喜酸性土壤。土壤中有机质的含量 影响昆虫的分布。如施有大量未充分腐熟的有机肥，易引诱种蝇、金龟子等成虫产卵，种蝇幼虫和蛴螬为害就重。,土壤质地和结构与地下害虫的分布和活动关系密切,华北蝼蛄主要分布在淮河以北的砂壤，土地区，而东方蝼蛄则主要分布在土壤较粘重的地区。对体型较大的金龟幼，疏松的砂土和壤土对其活动有利。蝼蛄喜欢生活在含砂质较多而较湿润的土壤中，尤其是经过耕犁、施有厩肥的松软土壤内；而在粘性大而坚实的土壤中发生很少。黄守瓜则喜欢生活在粘土内，其在粘土中的化蛹率和羽化率都较高。,土壤酸碱度对昆虫的影响,沟金针虫喜欢在酸性缺钙的土壤中生活，而细胸金针虫则喜欢生活在带碱性的土壤中。小麦红吸浆虫的幼虫多在pH711的土壤中生活，在pH36的土壤中则不能存活，故主要发生在偏碱性的土壤中。葱蝇喜欢在强酸性土壤中产卵，单雌产卵量为126粒，而在中性和碱性土壤中，产卵量分别为78粒和24粒。,土壤含盐量是影响东亚飞蝗发生的重要因素,含盐量在0.25以下时，雌蝗产卵选择不明显；在0.30.5时，产卵选择性逐渐明显；在0.6时，选择性很明显，仅达9；含盐量达0.8以上的土壤不适宜飞蝗产卵和卵的成活；表土含盐量高达2以上时，常构成寸草不生的光板地，飞蝗极少在这类地区产卵。,四、生物因子,对昆虫的生存与繁殖起重大作用。,食物因子、天敌因子、互利生物、共栖生物等等。,包括：,生物因子与非生物因子不同,非生物因子对昆虫种群中每一个个体都起相似的作用，而不管个体数量的多少（“与种群密度无关”的生态因子）；生物因子对每一个体的作用不尽相同，且与个体数量有关（“与种群密度有关”的生态因子）。例如，一特定环境中，环境温度对某种昆虫的所有个体都起相似的作用；而捕食该昆虫的天敌，并不能捕食到所有的个体，被捕食的只是种群中的一部分，当然种群密度高，被捕食的个体也就多。昆虫对非生物因子的反应是单向的，即昆虫可以适应非生物因子，而非生物因子绝对不可能适应昆虫。昆虫与生物因子间可互相适应。如昆虫取食某种植物，此植物对昆虫的取食也会产生一定的抗虫性反应。,（一）食物因子,昆虫不能直接利用无机物来构成自身，必须取食动植物或它们的产物来构成自身。因此，食物是昆虫的生存条件。,生物因子,1.食物对昆虫的影响2.食物联系与食物链3.植物的抗虫性,1.食物对昆虫的影响,各种昆虫有自己的特殊食性，取食适宜食物，生长发育快，死亡率低，繁殖力高。例如，东亚飞蝗能取食禾本科、茄科等许多科植物，但以禾本科中一些种类最为适宜。如饲以在自然界中它不喜食的油菜，则蝗蝻的死亡率大为增加，发育期也延长；饲以棉花和豌豆则不能完成发育而死亡。同样取食禾本科产卵量最高，大豆、油菜等双子叶植物最差。同种植物的不同发育阶段对昆虫的影响也不同；食物含水量对昆虫的生长发育和繁殖有很大影响，特别对仓库害虫，如麦蛾不能生存在含水量低于910%的粮食内。,2.食物联系与食物链,昆虫通过食料关系（吃和被吃的关系）与其它生物间建立了相对固定的联系，为食物联系。由食物联系建立起来的相对固定的各个生物群体，好象一个链条上的各个环节一样，叫食物链（或营养链）。食物链往往由植物或死的有机体开始，而终止于肉食动物。例如，黄瓜被蚜虫为害，而蚜虫又被捕食性瓢虫捕食，瓢虫又被寄生性昆虫寄生，后者又被小鸟取食，小鸟又被大鸟捕食。“螳螂捕蝉，黄雀在后”。食物链不是单一的一条直链，而是分支再分支，关系十分复杂，形成一个食物网。食物链中生物的体积愈大其数量就愈少，其转换和贮存的能量也愈少，这种关系好象一座“金字塔”。通过食物链形成生物群落，由群落及其周围环境形成生态系。,食物链中任何环节的变动（增加或减少）都会影响整个食物链,人工创造有利于害虫天敌的环境，或引进新的天敌种类，以加强天敌这一环节，往往就能有效地抑制害虫这一环节，并会改变整个食物链的组成及由食物联系而形成的生物群落的结构。种植作物的抗虫品种，可降低害虫的种群数量，通过改变食物链来达到改造农业生态系的目的。这是生物防治的理论基础，也是综合防治的依据。,3.植物的抗虫性,植物对昆虫的取食为害所产生的抗性反应。是生物间互相适应的表现：昆虫可以取食植物，植物对昆虫的取食也会产生抗性反应，甚至“取食”昆虫，或捕杀“昆虫”。,例如 猪笼草、茅膏草。蔓摩花的副冠及载粉器，可夹住蝇类的口器和足、翅，使被夹住的蝇类饿死。,植物抗虫性的机制,不选择性 植物在形态上（如表皮层厚，或密而长的毛），或在生化上（不分泌引诱物质或分泌拒避物质），或在物候上（如易受害的生育期与害虫的为害期不相配合）有特殊性，使昆虫不来产卵或不来取食（或少取食）。抗生性 植物含有对昆虫有毒的生化物质（如玉米叶中的“丁布”对玉米螟幼虫有毒），或缺少某种对昆虫必须的营养物质，昆虫取食后发育不良、寿命缩短、生殖力下降，甚至死亡。另一种情况是植物被取食后很快在伤害处产生组织上或生化上的变化，而抗拒昆虫继续取食。耐害性 植物被昆虫取食后，有很强的增长和补偿能力，可以弥补受害的损失。如一些谷子品种在受粟灰螟为害后，可增强有效分蘖，弥补损失。,（二）天敌因子,昆虫与其它生物间存在多种多样的关系，相互联系、相互依存、相互制约。捕食关系、寄生关系、互利关系和共栖关系等。凡能捕食或寄生于昆虫的生物（主要是动物），或使昆虫致病的微生物，都是昆虫的天然敌人（昆虫天敌）。天敌因子是昆虫种群数量增长的重要抑制因素。昆虫的三大类天敌：捕食天敌、寄生性天敌和致病性微生物。,1、致病微生物,主要有细菌、真菌和病毒也将病原线虫、病原原生动物归于致病微生物此外立克次体等对昆虫也有致病作用。,(1)细菌,已知约99余种，分属芽孢杆菌科(Bacillaceae)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)。研究和应用较多的是芽孢杆菌，如苏芸金杆菌(bacillus thuringiens)和日本金龟芽孢杆菌(B.popilliae)等。细菌致病的昆虫外表特征是行动迟缓，食欲减迟，死后身体软化和变黑。内脏常软化。带粘性，有臭味。,昆虫病原细菌(insect pathogenic Lacteria),(2)真菌,也称虫生菌，种类繁多，已记载有900余种，分布于真菌界各亚门的l00多个属中主要的属为：接合菌亚门的虫生霉(Entomophthora)，子囊菌亚门的虫草菌(Cordyceps)，半知菌亚门的白僵菌(Beauveria)、绿僵菌(Metarhjzium)、多毛孢(Hirsutella)、轮枝孢(Verticillum)等属。,昆虫病原真菌(entomopathogenic fungi),(3)病毒,我国已知昆虫和蜱螨类病毒200多种。常见的昆虫病毒主要属有包含体类的核型多角体病毒(NPV)、质型多角体病毒(CPV)和颗粒体病毒(GV），是研究和开发应用的重点。在自然界，主要通过带有病毒的食物、含接触患病昆虫、虫尸及昆虫排泄物传播。用病毒防治害虫，用量很少就可取得良好的效果，且持效时间长。但必须进行活体培养，因而在应用上受到限制。,昆虫病原病毒(insect pathogenic viruseG),(四)线虫,自然界已知寄生于昆虫的线虫有数百种，主要是索线虫总科的索线虫科和小杆总科中的斯氏线虫科、异小杆线虫科。索线虫总科幼虫穿过体壁进入寄主体内，发育到成熟前脱离寄主入土，寄主随即死亡；小杆线虫总科幼虫与细菌共生，线虫幼虫侵入寄主体内后，细菌排至寄主血体腔内，引起败血病死亡，而线虫在寄主尸体内发育成熟。此外，病原原生动物常见的有蝗微孢子虫、玉米螟微孢子虫等。,昆虫病原线虫(entomogenous nematodgs),2、天敌昆虫,一般分为：捕食性天敌昆虫和寄生性天敌昆虫两者的主要区别：(1)捕食性天敌昆虫身体一般比猎物昆虫大，而寄生性天敌昆虫比寄主昆虫小。(2)捕食性天敌昆虫通常需捕食许多头猎物才能完成个体发育，而寄生性天敌昆虫只需寄生于1头寄主内即可完成个体发育。(3)捕食性天敌昆虫可使猎物立即致死，而寄生性天敌昆虫需经过一段时间才能使寄主致死。(4)捕食性天敌昆虫在捕食时可自由活动，而寄生性天敌昆虫在寄生时不离开寄主的身体。(5)捕食性天敌昆虫的成虫和幼虫的食物(猎物)一般是相同的，而寄生性天敌昆虫的成虫和幼虫的食物一般不相同。,3、食虫动物,食虫动物指天敌昆虫以外的一些捕食昆虫的动物。主要包括蛛形纲、鸟纲和两栖纲中的一些动物。,第二节 昆虫种群生态,研究昆虫种群的结构及其数量在时间和空间内的发展趋势；是预测预报和防治害虫、保护利用天敌昆虫的重要理论基础。,昆虫的种群生态,一、种群的概念二、昆虫种群的结构和数量变动三、昆虫种群数量的季节消长类型四、昆虫种群的生命表五、昆虫种群分布型六、昆虫种群的生态对策,一、种群(population)的概念,指在一定生活环境内、占有一定空间的同种个体的总和，是种在自然界存在的基本单位，是生态学研究的基本单位。种群除具有种的一般生物学属性(如形态结构、生活方式、遗传性相同，与其它种存在严格的生殖隔离)外，还具有群体自身的生物学属性，如出生率、死亡率、性比、平均寿命、年龄组成、基因频率、繁殖速率、密度及数量变动、空间分布、迁移率、滞育率等。但同一种的种群在长期的地理隔离或寄主食物特化的情况下、也会使同种种群之间在生活习性、生理、生态特性，甚至在形态结构或遗传上发生一定的变异。所以，种群是在一定环境条件下种的生态特性的表现。,二、昆虫种群的结构和数量变动,对某种昆虫来说，种群是指具体而客观存在的群体。昆虫种群是一个自动调节系统，也具有群体信息传递、行为适应、数量反馈控制的功能。,1、昆虫种群的结构,即昆虫种群的组成，指种群内某些生物学特性、对环境适应能力或在形态上可以是完全相同的个体群在总体中所占的比例。其中主要是性比和年龄组配。性比是指成虫或蛹雌性与雄性之比，或以雌虫率表示。大多数昆虫自然种群的性比为1：1左右，但常因环境因素的变化，使种群性比发生变化。如食物不足、营养不良，可使性比明显变小。年龄组配是指个自然种群中相同昆虫发育阶段(如卵、幼虫、蛹、成虫)于发育阶段不同发育进度不同的虫态数量比例或百分率。,影响种群变化的其他因素,一些昆虫具有多型现象而产生各种生物型，如有翅型和无翅型、长翅型和短翅型、群居型和散居型等，其在种群中的比例或百分率，也影响种群的变化。,2、昆虫种群的数量变动,种群基数繁殖速率死 亡 率相迁移率,主要取决于：,(1)种群基数,指前一代或前一时期某发育阶段(卵、幼虫、蛹或成虫)在一定空间的平均数量，是估测其下代或后时期种群数量变动的基础数据。对一些扩散能力强或具有迁飞性昆虫的成虫，常用1支黑光灯诱集上代总量作为下代的种群基数。也可在一定空间内，标记(如用喷涂颜料、示踪原子等方法)、释放、捕回成虫，按释放和捕回数量比来估计种群基数。,一般计算公式：,种群基数(捕回成虫总量十捕回标记成虫量)释放标记成虫量,(2)繁殖速率（R）,指一种昆虫种群在单位时间内增长的个体数量的最高理论倍数，它反映种群个体数量增加的能力。繁殖速率大小主要取决于种群的生殖力(出生率)、性比和一年发生代数。,e 单雌平均生殖力(产卵量)，m 雄虫数，f 雌虫数，n 1年发生代数,可表示：,繁殖速率为昆虫一年中种群个体数量增加的理论值,但在自然界实际情况绝不会如此，实际繁殖速率要小的甚多。因为各代的生殖力(即生态生殖力)、性比均不相同，雌虫的产卵率(式中没有考虑，设为l00)，特别是环境因素影响死亡率(式中设为0)对种群变动的影响都很大。,(3)死亡率(d),种群的死亡率和生殖力是种群的两个复杂的特性。一般用在一定时间内种群死亡个体数占总数的百分率表示。种群的死亡率和生殖力(出生率)一样，是指在一定环境条件和时间下的种群死亡率，即生态死亡率(ecological mortality)，它是因时间、环境条件而变化的。也常用存活率(S)来表示环境因素对昆虫种群数量变动的影响：,即 S 1 d,(4)迁移率(M),昆虫种群的个体，尤以具翅成虫的活动性，常影响种群的数量变动。一般以迁移率表示，迁移率为在一定时间内迁出个体和迁入个体数量差占总体的百分率。一般情况下种群无明显的扩散和迁移，其迁移率可视为零。,3、昆虫种群数量变动的基本模式,Nn 第n代(或第n个发育阶段)时的种群数量N 种群起始的数量M 迁移率，e 单雌平均生殖力(产卵量)m 雄虫数，f 雌虫数，n 1年发生代数R 繁殖速率，d 死亡率,可以概括为：,昆虫的种群数量变动也可用种群消长指数(I n)表示,消长指数是种群至第n代(或第n个发育阶段)时的数量与种群起始的数量之比。,如 I n 1，表示该种群经n代后，数量不变；若 I n 1，则表示该种群经几代后，其数量增加；若 I n 1，则表示该种群经几代后，其数量下降。,三、昆虫种群数量的季节消长类型,昆虫种群数量随季节的变化而消长波动，这种波动在一定空间内常有相对的稳定性，因而形成了昆虫种群的季节消长类型。1年发生1代的昆虫，季节消长型比较稳定；1年发生多代的昆虫则较复杂，且常因地理条件和在当地1年发生代数不同，其种群数量的消长变化较大。,1、单峰型,指一年内昆虫种群数量只出现一次高峰。又分为：前峰型(斜坡型)和中峰型(抛物线型)前者是在生长季节前期出现种群数量高峰，如麦叶蜂、稻蓟马、稻小潜蝇、豌豆潜叶蝇、桃小食心虫等；后者是在生长季节中期出现高峰，前、后期种群数量较少，如稻苞虫；高粱蚜、大豆蚜、斜纹夜蛾、银纹夜蛾、甜菜夜蛾等。,重要害虫种群数量的季节消长类型：,2、双峰型,在生长季节前、后期(春、秋季)各出现一次高峰，因而又称为马鞍型。如小地老虎、麦长管蚜、菜粉蝶、萝卜蚜、桃蚜等。,重要害虫种群数量的季节消长类型：,3、多峰型,昆虫种群数量逐季递增，出现多次峰期，因而又称为阶梯上升型或波浪型。如三化螟、亚洲玉米螟、棉铃虫、棉红铃虫等。季节消长型的昆虫，其种群数量常因分布的地区、年份以及耕作制度等不同而发生变动，应研究找出变动的主导因素，以作为测报和防治的依据。,重要害虫种群数量的季节消长类型：,四、昆虫种群的生命表(life table),生命表是指按特定的种群年龄(发育阶段)或生长时间，研究分析种群的死亡率(存活率)、死亡原因、死亡年龄等的一览表。生命表可分为3种类型：1、特定时间生命表 适用于具有稳定年龄组配和世代完全重叠的昆虫种群的研究；2、特定年龄生命表 适用于世代离散的昆虫种群的研究；3、世代平均生命表 适用于世代半重叠的昆虫种群研究。,常用特定年龄种群生命表中的自然种群生命表的组建,(1)虫期(发育阶段，x)，从卵期开始按发育阶段顺序依次排列。也可根据一些昆虫种群数量变动的特点，设孵化期或将几个幼虫龄期合为一个虫期。(2)在x虫期开始的存活数，一般第1个虫期(卵期)的存活数最好折算为1000，以便于以后计算。(3)死亡原因(dxF)。(4)每一虫期内死亡数(dx)，应包括不同死亡原因下的死亡数。(5)死亡率(qn)。(6)存活率(sn)。,分析下代种群数量动态趋势,进一步分析影响种群数量动态的关键虫期和关键致死因素；为预测和防治提供依据。,五、昆虫种群分布型distribution pattern of insects population,昆虫个体在一定时间和空间内的分布形式。一般指昆虫在某一时刻位置的排列方式，反映昆虫的空间结构，也称为空间格局(spatial pattern)；在统计学上，指抽样单位中所得随机变量取各种可能值的概率分配方式，反映抽样单位的抽样性质和数量，故也称为空间分布(spatial distribution)。昆虫种群分布型因不同种类、同种昆虫不同发育阶段、密度、寄主生育期、栖息地环境等不同而有所差异。,1、昆虫种群空间分布的类型,一般分为两个基本类型：随机分布(random distribution)聚集分布(aggregated distributi