第五章 昆虫与环境课件.ppt
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1、第五章 昆虫的发生与环境的关系,环境是指一定时间内对有机体生活、生长发育、繁殖以及对有机体数量具有影响的空间条件,包括有机和无机环境。,研究昆虫与周围环境相互关系的科学称为昆虫生态学。了解环境条件对昆虫生命活动的影响,并进一步分析在环境条件作用下昆虫种群盛衰的变化,从而找出昆虫发生消长的规律,地理分布,数量变化的原因以及起作用的主导因素。它是农业害虫预测预报的防治的理论基础。,温度和湿度对昆虫影响较大。 气候有大气候、地方气候和小气候之分。大气候:是指一般气象台站观测的气候条件。地方气候:是指一定生态环境的气候条件。小气候:是指地面上1.5-2.0m气层内的气候条件。,第一节 气候因素对昆虫的
2、影响,一、温度对昆虫的影响,昆虫是变温动物,自身调节体温能力很差,体温基本上取决于周围环境的温度,因此它的新陈代谢速率和行为,在很大程度上受外界温度支配。昆虫维持体温的热能来源有两方面:环境的外来热和由新陈代谢所产生的内生热。(一)昆虫对温度的一般反应昆虫的生命活动是在一定的温度范围内进行的,这个范围称为昆虫的适宜温区或有效积温。,1、温度(1)昆虫对温度的反应临界高温高适温度最适温度低适温度发育起点温度(2)过冷却现象及过冷却点过冷却现象:由于昆虫体液中含有大量的化学物质,如糖类、脂肪、蛋白质等,所以0c以下不会结冰的现象。过冷却点越低,耐寒性越强,是判断昆虫耐寒性的重要指标,据此推测迁飞性
3、昆虫的越冬界限,45: 致死高温区 短时间内死亡40-45: 停育高温区 热昏迷35-45:高温临界 温度过高而生长发育开始被抑制40-30 : 高适温区 温度升高,死亡率增大;22-30 :最适温区 消耗能量小,死亡率低,生殖力最大;8-22 : 低适温区 温度降低,死亡率增大。8-15:发育起点温度 昆虫开始生长发育-10-8 :停育低温区 冷昏迷-10 :致死低温区 短时间内死亡 8-40 : 适温区,昆虫对温度条件的适应范图,最适温度不一定是昆虫生长发育最快的温度,而是指对种群的繁衍最为有利的温度。,(二)、温度与昆虫发育的线性关系在一定温度范围内,昆虫的发育速率和温度成正比,温度增高
4、则发育速率加快,而发育所需时间和温度成反比。温度与发育速率 Logistic模型(负相关曲线),1、有效积温法则,A、昆虫完成一定发育阶段(1个虫期或1个世代)需要一定的温度累积,并且完成这个阶段所需的温度累积值是一个常数(K) 。 KNT (K为有效积温,N为发育历期,T为观测温度。),B、昆虫必须在发育起点温度以上才能开始发育,因此,式中的温度(T)应减去发育起点温度C。即 KN(TC),2、有效积温法则的应用,(1)估测某昆虫在某一地区可能发生的世代数 ;世代数=某地一年内有效积温总和/某虫完成一代所需的有效积温(2)预测昆虫发生期 ;(3)控制昆虫发育进度,益虫利用; ;(4)预测害虫
5、在地理上分布。,3、局限性:有滞育的昆虫,不能用有效积温预测;只反应适温区的发育发育情况;实验室恒温下研究的有效积温法则;昆虫的发育受到多种因素影响。,一般情况下,昆虫的寿命随温度的升高而缩短。在适温范围内,昆虫的活动速度随温度升高而增强,昆虫的飞行对温度的反应更为敏感。此外,温度也是影响昆虫分布和区系构成的重要因素之一。,4、温度对昆虫其他方面的影响,(二)湿度对昆虫的影响,1、湿度对昆虫的生态意义,昆虫的一切新陈代谢都是以水为介质,体内的整个联系,营养物质的运输,代谢产物的输送,废物的排除,激素的传递等都只有在液体状态下才能实现。,(1)最主要的途径是由食物中获得;(2)直接饮水;(3)充
6、分利用有机物质在消化道分解时所产生的水分;(4)一些昆虫可以通过体壁直接吸收水分;(5)昆虫的卵可以通过卵壳吸收水分。,昆虫获得水分的途径,昆虫保持水分的方式(1)增强体壁的不透水性;(2)增强直肠垫回收水分的作用,避免在排泄废物时大量失去水分;(3)关闭部分气门,减少呼吸失去水分;(4)寻找湿度适宜的环境条件。,昆虫排泄水分的方式(1)在代谢废物时排泄水分;(2)蒸腾作用,通过体壁失去部分水分;(3)通过呼吸失去部分水分。,3、湿度对昆虫影响的实质,影响成活率;影响生殖力;影响发育速度.,(三)温湿度的综合作用,在自然界中温度和湿度总是同时存在、相互影响、综合起作用的。不同温湿度组合,对昆虫
7、的孵化、幼虫的存活、成虫羽化、产卵及发育历期均有不同程度的影响。 因此,在分析害虫消长规律时,不能单根据温度或相对湿度某一项指标,而要注意温湿度的综合影响作用,常采用温湿系数和气候图来表示。,第二节 土壤因素对昆虫的影响,是一个特殊的生态环境。1、土壤温度 影响地下害虫上下移动。金针虫:冬季 下移 、 春季 上升 、 夏季 下移2、土壤湿度 土壤含水量影响较大。一般土栖昆虫要求湿润而通气良好的土壤条件,土壤过干或淹水都会直接影响它们的分布、生存、发育和活动。影响分布:水多低洼地:细胸金针虫,小地老虎为害区;干旱草原:沟金针虫;干旱沙地:多种拟地甲;影响出土发生期:吸浆虫幼虫在3、4月间遇到土壤
8、水分不足时,停止化蛹,继续滞育,长期干燥可滞育几年,3、土壤的理化性质 土壤酸碱度及含盐量,对土栖昆虫或半土栖昆虫的活动与分布有很大的影响。如华北蝼蛄喜欢在砂质土壤中活动繁殖,粘土中少等。湿润沙土蝼蛄 壤土蛴螬 粘土(结构疏松的团粒土壤)葡萄根瘤蚜(利于1龄若虫的活动)未腐熟的农作物,虫口多。,第三节 生物因素对昆虫的影响,指环境中除昆虫以外的其他有生命活动的生物,包括:寄主植物,捕食、寄生天敌,病原微生物。,一、生物因素的基本概念,食物链:以植物为起点,相互依存的食物联系的基本结构。食物网:食物链相互交替构成的分支结构。生物群落:在一定的地域内,由于气候、地形地势、土壤等非生物因素的相似,往
9、往有一定的相互联系着的动物和植物组合,由此形成了该地域内特定的动、植物组合结构,这个结构的总合称生物群落。,生态系统在一定的自然区域中,所有生物(包括动物,植物和微生物)和非生物环境构成的相互作用的物质和能量体系。农业生态系统在人为控制条件下形成的生态系统,它以农作物为中心,形成的作物-害虫-天敌-微生物系统。,二、食物因子,根据食物来源分为:植食性、肉食性、腐食性、杂食性。根据取食食物的种类分为:单食性只食一种植物,如梨茎蜂,柑桔爆皮虫寡食性取食同科内或近缘科的多种植物,如菜粉蝶取食十字花科蔬菜多食性取食不同科的多种植物,如桃蛀螟,吹绵蚧(棉铃虫可取食20多科,200多种,最喜茄、豆科),三
10、、植物抗虫性机制,概念:抗虫性植物本身具有的不受害虫危害的习性,表现为抗虫三机制:不选择性,抗生性和耐害性。是植物与害虫长期斗争的结果。(1)不选择性:植物不具备引诱昆虫产卵或取食的化学物质或物理性状;或植物具有拒避产卵或抗拒取食的特殊化学物质或物理性状;或昆虫的发育期与植物的发育期不相适应,因而昆虫不产卵或不取食。,(2)抗生性:即植物被取食后不能全面满足昆虫的营养需要;或者含有对昆虫有毒的物质;或缺少一些昆虫需要的特殊物质,因而昆虫取食后发育不良,寿命缩短,生殖力减弱,直至死亡;或者由于昆虫取食的部位产生化学的或组织上的变化而抗拒昆虫继续取食。 (3)耐害性:有些植物被害虫为害后,具有很强
11、的生长能力以补偿或减轻被害损失。如多种阔叶树被害后再生能力强,常可以忍受大量的失叶,如湿地松虽然也同样受松突圆蚧的为害,但受害比马尾松轻得多。,四、天敌因子,1、天敌与害虫的基本关系:天敌依害而生存: 相对平衡;天敌是害虫进化的选择因素;,2、天敌类群捕食性天敌:捕食性昆虫、蜘蛛、蛙、蜥蜴;寄生性天敌:姬蜂、茧蜂、小蜂、细蜂、寄生蝇、赤眼蜂等。昆虫病原微生物:包括 :真菌、细菌、病毒、线虫、如 :白僵菌、蚜霉菌、虫草菌、苏云金杆菌、斯氏线虫、微孢子虫,第四节 昆虫的种群动态一、种群(population) : 是指在一定的生活环境内、占有定空间的同种个体的总和。 种群是物种在自然界存在的基本单
12、位。 种群是生物群落的基本组成。 也是生态学研究的基本单位。,二、种群基数估测方法,种群基数 (种群密度) 种群基数(N)指前一代或前一时期某一发育阶段(卵、幼虫、蛹或成虫)在一定空间的平均数量,或指单位时间内昆虫的个体数。 1. 总数量调查法 2. 取样调查法 (1)样方法 (2)标志重捕法 (3)去除取样法,1、总数量调查法: 即计数在某地段中生活的某种昆虫的全部数量。 在调查某作物某害虫发生量或危害时,不能或没必要将整个田内发生的该害虫或被害株逐个查清。2、 取样调查法: 只计数种群的一小部分,据此即可估算种群总数。 通常根据该害虫在此作物田内的分布型,按照一定的抽样方法,在总体中抽取一
13、定数量的个体,我们把这个有限个体叫做“样本”。 害虫调查,一般是通过样本调查来估计某害虫总体在田间的发生期、发生量或危害程度等的。只调查一小部分借以估测整个昆虫种群,这种估测方法称为抽样调查。可分为3类:,(1)样方法 : 首先,将调查地段划分为若干个样方;然后,在调查地段中随机地抽取一定数量的样方;随后,计数各样方中的全部个体数,求得每个样方的种群密度;最后通过统计学方法,利用所有样方的平均数,估计种群总数或该种群的种群密度。样方法应注意的问题:a、样方的形状可以多样,但必须具有良好的代表性,可通过随机取样法来保证。b、样方的大小要视研究对象而定。c、样方的数量需要在抽样前确定。,(2)标志
14、重捕法(林可指数法) 在调查地段中,捕获一部分个体进行标志,然后放回,经一定时间后再进行重捕。假定总数中标志的比例与重捕取样中比例相同,根据重捕中标志个体的比例,估计该地段中个体的总数。即 N : M = n : mN = M n / m其中,N为该样地中种群个体总数,M为样地中标志个体总数,n为重捕个体数,m为重捕中标志个体数。例如:在对粘虫的种群调查中,第一次捕获并标志了39只粘虫,第二次捕获34只,其中有标志粘虫15只。该种群数量为N,则 N:39=34:15 N=39 34 15=88(只)。,调查时应注意的问题:,调查期限不宜过长或过短。过长会发生个体的出生和死亡,增加迁入和迁出的可
15、能性;过短会影响标志个体的均匀分布。 标志方法要合理。标志物既不能影响动物的活动性,也不能过分鲜艳;标志物不能易丢失。,应用标志重捕法需要满足的条件:,标志个体在整个调查种群中均匀分布,标志个体和未标志个体被捕机率相等;调查期间,没有迁入或迁出,没有新的出生和死亡。,(3)去除取样法,原理: 在一个封闭的种群里,随着连续的捕捉,种群数量逐渐减少,同等的捕捉力量所获取的个体数逐渐降低,逐次捕捉的累积数就逐渐增大,当单位努力的捕捉数等于零时,捕获累积数就是种群数量的估计值。 去除取样法需要满足的两个条件:,每次捕捉时,每个动物个体被捕机率相等;调查期间,没有出生和死亡,没有迁入或迁出,举例:,20
16、22/12/3,34,三.昆虫的生态对策,昆虫在进化过程中,经自然选择获得的对不同生境的适应方式,称为生态对策,又称为生活史对策。昆虫的生态对策是其对生态环境适应能力的体现。,2022/12/3,35,(一)、生态对策的类型,昆虫的生态对策反映在昆虫身体的大小、世代数、生殖力、寿命、分布范围等方面,以使其最大限度地适应环境和合理地利用能源。昆虫和其它生物一样,在能量分配上有一定的协调性,在生殖上耗去的能量较多,在生存机能上耗去的能量相对较少。如昆虫有很好的照顾后代的能力,其本身繁殖能力就相对较小。昆虫种群的大小和变化速度主要取决于昆虫种群的内禀增长率(r)和环境容量(K)。种群的内禀增长力是指
17、在特定的环境条件下种群的最大瞬间增长速率。环境容量是指各种环境因素的制约下,种群可能达到最大稳定的数量。r反映了昆虫种群的增长速率,K反映了昆虫种群发展的最大范围。所以,当K值保持一定时,r值愈大,种群增长速率愈快,种群愈不稳定;当r值保持一定时,K值愈大,种群发展的范围愈大,种群愈趋向稳定。根据r值与K值的大小,可将昆虫种群基本上分为两个生态对策类型。,2022/12/3,36,(一)K对策者 K对策者类型的r值较小,而相应K值较大,种群数量比较稳定。属于此种类型的昆虫,一般个体较大,世代周期较长,一年发生代数较少,寿命较长,繁殖力较小,死亡率较低,食性较为专一,活动能力较弱,常以荫蔽性生活
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