第二章_害虫综合治理的理论基础

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在害虫生命系统的发展演变过程中,不但系统中的非生物成分将随着气候、地质的演变 和人为措施的变化而改变,而且系统中生物成分的生物学特性和遗传组成也会发生相应 的变化。
幻灯片 67
害虫种群数量的自然控制 害虫种群数量的自然控制就是害虫种群的内在遗传特性(生理、生态特性和适应性)与
外界环境因子间相互不断矛盾和统一的过程。 幻灯片 68
农田生态系统中生物多样性一般用多样性指数来 表示。多样性指数是把物种数和均匀 度结合起来考虑 的统计量。多样性指数在评价害虫综合治理的生态效益中有着重要的 意义。
多样性导致生态系统的稳定。 较高的生物多样性可有效提高生态系统抗干扰的能力,即在外界条件改变时,系统内生
物可凭借多样性占据邻近栖境而抵抗不良因子的侵扰。
认为以寄生、捕食和竞争等其作用与种群密度有关的生物因素是控制种群
数量的主要因素。
(2)气候学派 认为气候因子极大地影响到种群数量的变化,反对把环境因子简单的分为密度
制约和非密度制约。 幻灯片 64
关于种群数量自然控制的原因与过程
(3)综合学派
部分种群的数量是由称为完善的密度制约因子的种内竞争所调节、而大部分种
控制的。
幻灯片 66 2、害虫种群数量的自然控制
害虫种群数量自然控制是以内因为依据,外因为条件,而外因通过内因而起作用来实 现的数量调节过程。
种群数量变动的内因是害虫种群的生物学特性和其遗传组成,而外因则包括光、气候、 空间和时间等不受种群密度影响而又遍及整个系统的非生物因素和食料、捕食和寄生性 天敌,异种竞争者及同种其它个体等生物因素。
农田生态系统中生物多样性在害虫综合治理中的应用以调控农田生态系统为基础,以调 控作物—害虫—天敌相互关系为中心,从而控制害虫发生。
幻灯片 45 7、害虫防治中的多样性与稳定性
害虫防治对昆虫多样性有明显作用,多样性指数高的昆虫群落,害虫发生程度轻,害 虫发生高峰出现迟。
多样性并不一定就意味着稳定性。其中的关键在于何种多样性模式能够起到控制害虫的 作用。
它在一定程度上反映了不同地理、自然环境与群落发展情况。 群落稳定性(Stability)有四个含义,即现状稳定、时间过程稳定、抗变动能力强、变
动后恢复原状的能力强。 现状稳定涉及群落结构(物种)和各成分间的关系(营养关系-食物链-能流途径)问
题,后三种涉及群落在时间与空间上的变动问题。
幻灯片 41 3、生物多样性指数及稳定性
阴影部分表示该密度条件下出生率大于死亡率,害虫种群数量增加。
幻灯片 72 (3)出生率与死亡率对不同世代间种群数量的影响 当第 n 世代种群数量处于某一密度水平时,若出生率大于死亡率,则种群数量增加,
第 n+1 世代数量大于第 n 世代数量。反之,则下降。 图中横、纵坐标分别表示第 n 和第 n+1 世代种群数量对数值,其对角线表示第 n 世代
幻灯片 42 4、现代农业生态系统简单化 在现代农业生态系统 中,由于为数不多的农作物品种替代了自然生态系统中 的多样
性,使生态系统结构在很大范围内呈现简单化。 目前世界上仅有 12 种谷类作物,23 种主要蔬菜和大约 35 种果树及核果类作物。生
物多样性简单化至极,便是 人们熟知的农作物单作。这类简化的最终结果是使农业生 态系统这种人工生态系统需要人们持续不断地“干预”,其表现为人工育苗和机械化栽 植代替了种子的自然扩散。 化学农药代替了有害生物种群的自然调控;基因注入代替了植物的自然选择和进化过 程;甚至分解过程也变成了植物的被收割和人工施肥,而不是通过营养 循环。
和第 n+1 世代种群数量相同,即净增殖率为 1,对角线上方阴影部分表示净增殖率大于 1,对角线下方阴影部分表示净增殖率小于 1。 这一双峰曲线与对角线有四个交点,其中 S1 和 S2 为平衡点,而 U1 和 U2 不平衡点。 S1 表示在该点时捕食作用可有效控制种群数量的增长;S2 类似于环境最大负荷量,当 超越此点时,由于拥挤效应而使种群数量迅速下降;U1 为种群的灭绝阈值,如种群数 量低于此值时,种群可能灭绝;U2 为脱放点(release point),如种群数量超过此点时, 种群逃脱捕食而迅速增加,只有种群数量低于此值时,捕食作用才能有效控制种群数量 增长。
(2)建造以多年生作物为主的农场。例如:果园被认为是一种半永久性的生态系统,比一 年生的作物系统稳定。因为果园较少受到干扰,结构较复杂多样,建立天敌群落的可能性 也较大,特别是当采用地面覆盖的措施时更是如此。
(3)维持较高的作物密度或保留某些具有较高耐受性的特殊杂草。
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幻灯片 1
本章主要内容: 第一节 生物多样性与害虫综合治理 第二节 害虫种群的自然控制 幻灯片 2 第一节 生物多样性与害虫综合防治 一 、生物多样性的概念及价值 二、生态系统和农业生态系统 三、农田群落的多样性和稳定性问题 幻灯片 3 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。
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无踪,而有的则由于十分适合单作环境而使其种群数量迅速增长,并变为优势种。 此外,由于生物具有的动态变化特点,也使某些物种对这种新环境从不适应变为适应。
幻灯片 44
6、生物多样性在害虫综合治理中的应用
鉴于生物多样性与农田生态系统特性有着密切的关系,害虫综合治理在很大程度上就 是农田生态系统中生物多样性的保护和持续、合理利用。
幻灯片 73 (4)不同生态对策物种在同样环境因子下的出生和死亡情况 因捕食和竞争所引起的总死亡率高,但因出生率高,在一定密度条件下出生率总是高
于死亡率,净增殖率总是大于 1; 连续世代种群密度对数曲线与净增殖力为 1 的对角线仅有 2 个交点,S2 和 U2。
极端
r对策害虫
幻灯片 74
极端 K-对策害虫
农业生态系统中的多样性价值需要更深入的研究,而不是简单地用多样性,即稳定性假 说来概括。研究在不同栽培制度下害虫与植物的关系和害虫与天敌的关系是很有必要 的,使之判断特定的生物多样性类型和程度是否能够保证减少害虫的发生,从而减少作 物的损失。
幻灯片 46 讨论与作业 大家开动脑筋想一想:生物多样性的调控策略或措施有哪些?
幻灯片 48 生物多样性的调控策略或措施-增加昆虫多样性
(1)减少作物前期用药,保护植食性和腐食性昆虫 (2)使用选择性农药和各种生物制剂 (3)针对利用害虫种群的自我调节机制,抓住薄弱环节,因势利导地采用非化学手段
或少用药,抑制害虫种群的大发生。 (4)使用性信息素等行为调节剂、昆虫忌避剂、拒食剂和生长发育调节剂等,调控害
立的,并按人类社 会需求进行物质生产的有机整体。 农业生态系统的生物多样性是指各种生命形式的资源,包括栽培植物和野生植物,与之
共生的植物、动物、微生物,各个物种所拥有的基因和由各种生物与环境相互作用所形 成的生态系统,以及与此相伴随的各种生态过程。
幻灯片 40 2、群落的多样性和稳定性 群落的多样性(Diversity)是指生态系统中物种的丰富度或每个独立单位的物种数目,
群的数量是由不完善的密度制约因子的寄生、捕食和种间竞争等因子和非密度制约因子
的综合作用所调节。
或自然控制由温度、湿度、气流、基质等影响资源的条件因素和减少种群波动的调
节因素综合作用所实现的。
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关于害虫种群数量自然控制的原因与过程
(4)自我调节学派
认为种群的自然控制是由遗传反馈与密度制约的负反馈机制的综合作用所
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幻灯片 58 害虫生命系统的研究
必须认识到的问题: 种群的遗传特性是种群动态变化的依据; 环境条件是变动的条件; 环境的影响必须通过种群遗传特性而起作用。 研究时要: 善于发现其变动规律的普遍性与特殊性及其相互连系。
幻灯片 59
2、影响种群表现型的因素 种群的表现型被两种经常变化而又相互作用的因素--基因型和环境所影响。 基因型代表来自基因库随机组合的混合体,自然选择往往倾向于减少这种随机化现象,
因其保护后代和竞争能力强,捕食和竞争所引起的总死亡率低。但由于出生率低,因 而在一定密度范围内,其出生率仅略高于总死亡率,种群增长缓慢;
其连续世代种群密度对数曲线与净增殖力为 1 的对角线仅有 2 个交点:S1 和 U1,其增 长速率明显小于 r-对策物种。
幻灯片 75 如何以对策类型选择相应的治理措施?
幻灯片 17
错误!未找到引用源。 (八)植被多样性的概念:
植被多样性是指地面上的植物在种类组成、空间格局、时间上的交错和重叠。
植被多样性对害虫发生影响的三个假说 (1)关联抗性; (2)天敌假说; (3)资源集中假说。
错误!未找到引用源。 幻灯片 39 1、农业生态系统 农业生态系统是人们利用农业生物与非生物环境之间,以及生物种群之间相互作用建
竞争作用所引起的死亡率随密度对数的增加而呈“S”型上升,一直表现为密度制约过 程。
在任一密度下因捕食作用所引起的死亡率和竞争作用所引起的死亡率的总和就是由密 度制约因子对害虫种群所引起的总死亡率。
幻灯片 71 (2)害虫种群的出生率与密度的关系 当害虫种群密度低于某一水平时,常因缺少配偶而使出生率为 0; 随着种群密度的增加,开始出生率显著增加,而后增长速率下降; 当种群密度继续增加时,因拥挤效应,出生率下降,出生率与种群密度的关系如图: 如出生率大于死亡率时,种群数量增长;当出生率小于死亡率时,种群数量下降,图中
害虫综合治理研究的重要任务是什么? 害虫综合治理研究的任务: 就是深入理解对害虫的种群数量自然控制的规律,明确引起害虫数量变动的关键因
子,以寻找有效的生态学途径来控制其为害。
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幻灯片 70 从上图中可以看出什么?
捕食作用所引起的死亡率开始随种群密度对数的增加而提高,表现为密度制约过程,但 达到一定密度水平后出现逃脱现象,死亡率随密度对数的增加而下降,表现为逆密度制 约过程。
r-对策有较高的繁殖力、迁飞能力强 --限制迁入、抗虫品种等降低生殖力的措施、r-对策天敌 K-对策有较好的防御能力,不易适应环境的变化 改变生境和释放不育雄虫 中间型: 生物防治
错误!未找到引用源。 昆虫种群进入新的生境—缺乏原生地有效的控制因素:吹绵介-澳洲-瓢虫等,到美国后
-柑桔-新生主要害虫 寄主植物种类的转换:北美山楂实蝇-苹果引入后-苹果实蝇 寄主生物学的改变:育种过程中在获得丰产性状的同时丢弃部分不利于害虫的性状 田间管理技术的改变:大面积栽培-减低系统异质性-捕食者减少、栽培措施改变害虫或
幻灯片 43 5、生物多样性与害虫发生的关系如何? 害虫为害单作作物比为害混作作物或自然植被更严重。 农业化过程也导致了相应动物区系(昆虫、螨类、蜘蛛、线虫等) 进入了一个新的简
单化环境。
简单化环境中的群落包括了与作物和新环境相适应的植食性、捕食性和寄生性动物。 而这些动物适应新环境的能力不同,结果是某些物种由于不能在新环境中存活以致消遁
表现有活力的基因型将被环境选择保留,为基因库的变化提供一种方向型的因素。 种群是被变化的遗传因素和环境因素所改造,种群的表现如:种群数量、变化速率、持
久性、进化和灭绝。
幻灯片 60 3、生命系统中影响种群现象因素的作用关系
错误!未找到引Βιβλιοθήκη Baidu源。
幻灯片 63
1、害虫种群数量自然控制的原因与过程
(1)生物学派
幻灯片 47 10、生物多样性的调控策略或措施-增加作物多样性
(1)采用轮作、快熟品种、休耕等措施,进行间断性单作。 (2)合理安排作物的时空格局(不同作物混栽)以提高作物的多样性。 (3)不同作物品种或品系的混栽,提高作物的遗传多样性。 (4)保护农田边界植物,调控作物—天敌关系,创造天敌生存与繁衍的生态条件。 (5)选用适合于当地生物资源、土壤、能源、水资源和气候资源的高产抗性配套品种。
虫种群的密度。 (5)适时合理地利用高效、低毒的特异性农药,并改进施药器械或施药方法,着重于提高 防治效果。 幻灯片 49
生物多样性的调控策略或措施-农业措施
(1)采用小型和分散的田块,使不同作物的田块与非耕土地相嵌排列,为天敌创建避所 和提供替代食物。害虫也可能遇到适生植物而在这种环境中繁衍扩散;但是,维持低水 平的害虫或替代寄主种群对保护该区域的天敌也许是必要的。
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