第五讲 昆虫生态学

2. 昆虫生长发育的积温法则
昆虫和其他生物一样，在其生长发育过程中， 昆虫和其他生物一样 ，在其生长发育过程中， 完成一定的发 育阶段（ 个虫期或1个世代）需要一定的温度积累， 育阶段 （ l 个虫期或 1个世代 ） 需要一定的温度积累 ， 亦即发 育所需时间与该时间的温度乘积理论上应为一常数。 育所需时间与该时间的温度乘积理论上应为一常数。 即：K= NT （其中K为积温常数，N为发育日数，T为温度） 其中K为积温常数， 为发育日数， 为温度） 昆虫必须在发育起点温度以上才能开始发育，因此， 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（ 应减去发育起点温度（ 温度（T）应减去发育起点温度（C），即 K= N（T–C）。 昆虫完成某一个发育阶段所需时间的倒数叫做发育速率 （V）。即V=1/N，代入上式，则得：T=C+KV V=1/N，代入上式，则得： 这个说明温度与发育速度关系的法则，称积温法则。 这个说明温度与发育速度关系的法则，称积温法则。 积温的 单位常以日度表示。 单位常以日度表示。
昆虫生态学：研究在一定的空间范围内， 的空间范围内 昆虫生态学：研究在一定的空间范围内， 对某一昆虫或种群产生直接或间接影响 直接或间接影响的所 对某一昆虫或种群产生直接或间接影响的所 有要素的总和 的总和。 有要素的总和。 环境为昆虫提供生存和繁衍的条件。 环境为昆虫提供生存和繁衍的条件。 根据范围可以把环境分为： 根据范围可以把环境分为： 影响昆虫的分布 化性、 昆虫的分布、 大环境 ： 影响 昆虫的分布 、 化性 、 种群 周期性。 周期性。 小环境：影响昆虫的生存质量和数量变化。 昆虫的生存质量和数量变化 小环境：影响昆虫的生存质量和数量变化。
过冷却点： 过冷却点： 俄罗斯学者巴赫梅捷耶夫 (1898) 提出： 提出： 降低时,昆虫体温随着降低 体温随着降低， 温度降低时,昆虫体温随着降低，当降至 以下的一定温度时，昆虫体温突然上升, 0℃以下的一定温度时，昆虫体温突然上升, 上升至接近0 上升至接近0℃而后又继续下降至与环境温度 相同为止。开始突然上升的温点称为过冷却点 突然上升的温点称为过冷却点, 相同为止。开始突然上升的温点称为过冷却点, 体温上升而后再下降的温点称为体液冰点 温点称为体液冰 体温上升而后再下降的温点称为体液冰点。
如有效积温法则只考虑温度条件 其他因素没有考虑进去； 如有效积温法则只考虑温度条件，其他因素没有考虑进去； 只考虑温度条件， 该法则是以温度与发育速率呈现直线关系作为前提的，但实际 该法则是以温度与发育速率呈现直线关系作为前提的， 上是呈S形的，无法显示高温延缓发育的影响； 上是呈S形的，无法显示高温延缓发育的影响； 该法则的各项数据一般是在实验室恒温条件下测定的 该法则的各项数据一般是在实验室恒温条件下测定的，与外界 各项数据一般是在实验室恒温条件下测定的， 变温条件下生活的昆虫发育情况有一定差距； 变温条件下生活的昆虫发育情况有一定差距； 有些昆虫有滞育现象， 有些昆虫有滞育现象，利用该法则计算其发生代数或发生期难 免有误差。 免有误差。
N2
测定过冷却点可了解昆虫 测定过冷却点可了解 昆虫 耐寒性的程 昆虫耐寒性的程 度
不少种类昆虫在冬期到来之前， 不少种类昆虫在冬期到来之前，脂 冬期到来之前 肪和碳水化合物的积累明显增加， 肪和碳水化合物的积累明显增加，水分 减少， 减少，由于体液浓度的提高而明显地降 低体液结冰的温度； 低体液结冰的温度；当温度继续下降 , 体内结合水的比例增加 , 又进一步降低 体液结冰的温度。 体液结冰的温度。通过这样的生理过程 使过冷却点明显下降 , 耐寒性也显著提 高。
3、低温对昆虫的影响及昆虫耐寒性 冬期的低温引起大多数昆虫的大量死亡。 冬期的低温引起大多数昆虫的大量死亡。 1.代谢消耗和生理失调 1.代谢消耗和生理失调 2.体液结 体液结冰 2.体液结冰 体液结冰引起昆虫的死亡 , 主要是由于原 主要是由于原 生质失水, 生质失水,不断扩大的冰晶在原生质内形成分 割的孔隙，引起原生质膜的破裂 生质膜的 割的孔隙，引起原生质膜的破裂 , 破坏组织 和细胞膜的生理结构等 胞膜的生理结构等。 和细胞膜的生理结构等。
（二）湿度、降水对昆虫的作用
昆虫水分获得途径： 昆虫水分获得途径： 获得途径 食物 体壁、卵壳从空气、土壤、 体壁、卵壳从空气、土壤、植物中吸取 直接饮水 利用体内代谢水 昆虫水分散失途径： 散失途径 昆虫水分散失途径： 消化、 消化、排泄系统排水 呼吸系统蒸发失水 体壁蒸发失水
1、昆虫对环境湿度要求
（4）亚致死低温区(zone of low sublethal
temperature） temperature）
范围： 10~8℃ 范围： -10~8℃ 表现： 表现：冷昏迷 （5）致死低温区(zone of low lethal temperature) 范围： 40~-10℃ 范围： -40~-10℃ 表现：死亡（体液结冰） 表现：死亡（体液结冰）
2、湿度对昆虫的影响
湿度对繁殖的影响是比较明显的。 湿度对繁殖的影响是比较明显的。多数昆 影响是比较明显的 虫产卵时要求高湿度。 虫产卵时要求高湿度。
在环境湿度偏低的情况下，可能导致： 在环境湿度偏低的情况下，可能导致： 虫不能产 雌虫不能产卵； 幼虫不能孵化； 幼虫不能孵化； 幼虫不能脱皮; 不能脱皮 幼虫不能脱皮; 成虫不能羽 成虫不能羽化；羽化出来的成虫不能正常展翅
temperature)
范围：40~45℃ 范围：40~45℃ 表现： 表现：热昏迷
（3） 适温区(zone of favorable temperature) 适温区( 范围： 范围：8~40℃ 表现：生命活动正常进行（有效温区） 表现：生命活动正常进行（有效温区） A、高适温区 (zone of high favorable temperature) 范围：30~ 最高有效温度 范围：30~40℃ 最高有效温度 B、最适温区(zone of most favorable temperature) 最适温区( 范围：22~ 范围：22~30℃ C、低适温区 (zone of low favorable temperature) 范围： 有效温度 范围：8~22℃ 最低有效温度 发育起点温度（ zero）： ~15℃ ）：8 发育起点温度（developmental zero）：8 ~15℃ 生物学温度（ zero） 生物学温度（biological zero）
气候因素
（一）温度对昆虫生长发育的影响
昆虫是变温动物， 昆虫是变温动物，温度对昆虫发育速度的 影响是比较明显的。 影响是比较明显的。 热能获得
{ 热能散失
太阳辐射（主要） 太阳辐射（主要） 新陈代谢（次要） 新陈代谢（次要） 体壁传导 体壁辐射 水分蒸发
{
1、 温区的划分 温区的划分
（1）致死高温区(zone of high lethal temperature) 致死高温区( 范围：45~ 范围：45~60℃ 酶系破坏、蛋白质凝固） 表现：兴奋表现：兴奋-死亡（酶系破坏、蛋白质凝固） （2）亚致死高温区(zone of high sublethal
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昆虫与环境
环境条件是由各种生态因素构成的 环境条件是由各种生态因素构成的，按自然 条件是由各种生态因素构成的， 特征可分为四类： 特征可分为四类： 气候因素 生物因素 土壤因素 人为因素
一、气候因素
大气候：指由各地气象站观测的气象资料。 大气候：指由各地气象站观测的气象资料。 地方气候：指一定生态环境的气候条件。 地方气候：指一定生态环境的气候条件。 小气候：指地面上1.5-2.0m昆虫栖息场所的 小气候：指地面上1.5-2.0m昆虫栖息场所的 气候。 气候。
水生性昆虫 水生性昆虫 土栖性昆虫或生活于土中的虫期 于浆果内、茎内的昆 钻蛀于浆果内、茎内的昆虫 裸露生活于植物上的昆虫或虫 物上的昆虫或虫期 裸露生活于植物上的昆虫或虫期
例如 , 东亚飞蝗 Locusta migratoria migratoria L. 在温 东亚飞 度30~50 ℃，相对湿度 35% 时不能完成发育 45% 时发育期为 36~43d 时发育 100% 时发育期为 25~ 31d, 但成活率较低 70% 时为适宜湿度 , 发育期为 32~37d, 成活率较高
某地1年的总有效发育积温总和 某地1年的总有效发育积温总和 某虫完成1代所需的有效积温 某虫完成 代所需的有效积温
（3）预测害虫发生期 N=K/(T-C) N=K/(T（4）控制昆虫发育进度 T=(K/N)+C （5）预测害虫在地理上分布的北限
有效积温对于了解昆虫的发育规律、害虫的预测、 有效积温对于了解昆虫的发育规律、害虫的预测、预报 昆虫的发育规律 和利用天敌开展防治工作具有重要意义。 和利用天敌开展防治工作具有重要意义。 具有重要意义 但应当指出，有效积温法则是有一定局限性 局限性的 但应当指出，有效积温法则是有一定局限性的。
积温法则应用（ 积温法则应用（见P35-36例题——此为重点） 35-36例题 例题——此为重点 此为重点）
（1）推算昆虫发育起点温度C和有效积温数值K 推算昆虫发育起点温度C和有效积温数值K
K= N1(T1-C) K= N2(T2-C)
C=(N2T2-N1T1)/(N2-N1)
（2）估测某昆虫在某一地区可能发生的世代数 世代数=
(a) 降水提高空气湿度，故对昆虫发育发生影响； 降水提高空气湿度， 对昆虫发育发生影响； 育发生影响 (b) 降水影响土壤含水量，对土中生活的昆虫起 降水影响土壤含水量 水量， 生活的昆虫起 着重要的作用； 着重要的作用； 降水对一些昆虫是重要的条件； (c) 降水对一些昆虫是重要的条件； 降雪： 对土中或土面越冬的昆虫起保护作用 起保护作用； (d) 降雪 ： 对土中或土面越冬的昆虫 起保护作用 ； 降雨也常常成为直接杀死昆虫的一个因素； 杀死昆虫的一个因素 (e) 降雨也常常成为直接杀死昆虫的一个因素； 降雨影响昆虫的活动。 (f) 降雨影响昆虫的活动。
（三）光对昆虫的影响 昆虫的影响
光是生态体系中能量的主要来源。 光是生态体系中能量的主要来源。
1、 辐射热
昆虫可从太阳的辐射热中吸取热能。 虫可从太阳的辐射热中吸取热能。
第五讲 昆虫生态学
昆虫与环境
环境（environment） 环境（environment）总是相对于某一中心 事物而言的。 事物而言的。环境因中心事物的不同而不 随中心事物的变化而变化。 同，随中心事物的变化而变化。 是指周围所在的条件，对不同的对象和科 是指周围所在的条件， 学学科来说，环境的内容也不同。 学学科来说，环境的内容也不同。
有效积温在应用上的局限性 有效积温在应用上的局限性
（a）有效积温的推算，假定昆虫在适温区内温度与 有效积温的推算， 发育速率成正比关系的前提下进行的。 发育速率成正比关系的前提下进行的。T=KV+C 一些昆虫在温度与发育速度的关系曲线上有出 （b）一些昆虫在温度与发育速度的关系曲线上有出 现发育恒定温区的可能性 恒定温区的可能性。 现发育恒定温区的可能性。 一些有效积温的材料是 （c）一些有效积温的材料是在室内恒温饲养下取得 但昆虫在自然界的发育处于变温之中， 的。但昆虫在自然界的发育处于变温之中，且 昆虫实际生活的小气候环境与气象资料 与气象资料不完全 昆虫实际生活的小气候环境与气象资料不完全 相同。 相同。 生理上有滞育或高温下有夏蛰的昆虫 育或高温下有夏蛰的昆虫， （d）生理上有滞育或高温下有夏蛰的昆虫，在滞育 或夏蛰期间有效积温是不适用的。 或夏蛰期间有效积温是不适用的。
对一些刺吸式口器昆虫来说 , 外界环 外界环 境湿度的影响相对较少;当湿度偏低时, 境湿度的影响相对较少;当湿度偏低时,植 物组织内含水量比较低，取食的干物质量 物组织内含水量比较低，取食的干物质量 相对增加 反而有利于生长发 增加， 生长发育 相对增加，反而有利于生长发育。
3、降水对昆虫的影响