河北农大普通昆虫学-第五篇-昆虫的生态学

(二) 昆虫对植物的选择性
昆虫生态学 Insect ecology
生态学是研究生命系统与环境系统 之间相互作用规律及其机理的科学。
学习昆虫生态学的意义
害虫的发生期和发生量预测 植物检疫对象的决定 农业防治：垦荒、轮作和农业技术措施 生物防治 化学防治 益虫 ( 或害虫 ) 的饲养
昆虫与环境
一、环境 环境是某一特定生物体或生物群体以外的空间 中直接或间接影响着生物体或生物群体生长的一切 事物的总和。 根据范围可以把环境分为： 大环境 ：影响生物的分布、化性、种群周期性 小环境 影响生物的生存质量和数量变化 内环境
测定过冷却点可了解昆虫耐寒性的程度。 不少种类昆虫在冬期到来之前，脂肪 和碳水化合物的积累明显增加，水分减 少，由于体液浓度的提高而明显地降低 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。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。
范围：8~40℃ 表现：生命活动正常进行（有效温区） (1)高适温区 (zone of high favorable temperature) 范围：30~40℃ 最高有效温度 (2)最适温区(zone of most favorable temperature) 范围：20~30℃ (3)低适温区 (zone of low favorable temperature) 范围：8~20℃ 最低有效温度 发育起点温度（developmental zero） 生物学温度（biological zero）
例如,正在繁殖一批松毛虫赤眼蜂,要求20d 后散放成蜂,已知松毛虫赤眼蜂的发育起点温 度为10.34 ℃,有效积温为 161.36日度,其培 养温度(T)为：
K 161.36 T= — +C = ——— +10.34=18.41 N 20
即如果控制培养温度为 18.4 ℃,这批 松毛虫赤眼蜂可于20d后羽化散放。
(三）降水对昆虫的影响
(a) 降水提高空气湿度，故对昆虫发育发生影响 (b) 降水影响土壤含水量，对土中生活的昆虫起 着重要的作用； (c) 降水对一些昆虫却是重要的条件。 (d) 降雪：对土中或土面越冬的昆虫起保护作用 (e) 降雨也常常成为直接杀死昆虫的一个因素。 (f) 降雨影响昆虫的活动。
(一) 温区的概念
1.致死高温区(zone of high lethal temperature) 范围：45~60℃ 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 temperature) 范围：40~45℃ 表现：热昏迷
3. 适温区(zone of favorabletemperature)
4.亚致死低温区(zone of low sublethal temperature） 范围： -10~8℃ 表现：冷昏迷 5.致死低温区(zone of low lethal temperature) 范围： -40~-10℃ 表现：死亡（体液结冰）
(二)适温区内温度与生长发育速度的关系
发育历期：昆虫完成一定的发育阶段所经历
3. 有效积温的应用
(1) 推测一种昆虫的地理分布界限 X=K1/K X<1，可能没分布（多年发生一代的昆虫除外 ） （2）推测昆虫在不同地区可能发生的世代数： X=K1/K（ X=2, 1年可能发生 2 代 ； X=5.5, 1年可能发生五六代） （3）预测和控制昆虫的发育期
例如，已知粘虫卵的发育起点温度 为 13.1 ℃ , 有效积温为 45.3 日度 , 预 测产卵后的平均气温为 20 ℃ , 则可 计算幼虫孵化期。 45.3 K = ———— =6.56 N= —— T-C 20-13.1 即气温为 20 ℃时粘虫卵将于 6-7d 后孵化。
2. 逻辑斯蒂 (1ogistic) 曲线模式 逻辑斯蒂曲线是一近似于 “S” 形的曲线。
K Y= 1+ea-bx
Y 为发育速率； x 为温度； K 为 Y 值的上限； a、b为常数； e 为自然对数的底值 (e=2.718 … )
(三)有效积温法则 1.有效积湿的概念 Reaumer(1735)提出来的。 生物在生长发育过程中须从外界摄取 一定的热量，其完成某一发育阶段所摄取 的总热量为一常数。 NT=K
大气候：指由各地气象站观测的气象资料。 生态气候：指昆虫生活地的地表气候。 小气候：指昆虫栖息场所的气候。 气候因子
{
温度 湿度 光照 风
一、温度对昆虫生长发育的影响
昆虫是变温动物，因此温度对昆虫发育速 度的影响是比较明显的。 太阳辐射（主要） 热能获得 新陈代谢（次要）
{
热能散失
{
体壁传导 体壁辐射 水分蒸发
的时间，通常以“日” 为单位。
发育速率：昆虫在单位时间 (如“日”)内能
完成一定发育阶段的情况。
1 V= N
温度与生长发育速度关系还有其他一 些表示方法。
1. 范特-荷夫 (Vant-Hoff) 定律 范特-荷夫认为， 温度每升高 10 ℃ ， 化学 反应速度随着增加两三倍。用公式表示为： Q10=2~3 Q10=K（常数） 表达温度与发育历期及发育速率关系总趋势
二、食物
(一) 食物对昆虫的影响、肉食性、杂食性、腐食性
{
各种昆虫不但食性专门化的程度不同，而且 不同食物对生长发育速度、成活率、生殖率都会 是生影响。 幼虫取食不同食料与营养的积累关； 幼虫积累的营养对成虫的生殖力发生影响； 成虫羽化后补充营养（性器官、卵发育）； 植物的不同发育阶段，对生长发育有影响。
____ R.H Qw= T
温、湿度系数可以作为一个指标 , 用以比 较不同地区的气候特点，或用以表示不同年份 或不同月份的气候特点，有一定的参考价值。 然而，温、湿度系数的应用还是有一定的 局限性的。
如15℃、45%相对湿度 25℃、75%相对湿度
(二) 气候图
气候图 (climograph) 的绘制是在坐标上以 纵轴表示每月的平均温度 , 横轴表示每月的总降 水量 , 以线条顺次连结每月平均温度和每月总降 水量的交合点。气候图可以表示不同地区的气候 特征。用其可分析昆虫在新区分布的可能性和不 同年份昆虫的发生数量。
4.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 发育速率成正比关系的前提下进行的。 （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。 （c）一些有效积温的材料是在室内恒温饲养下取得 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不完全 相同。 （d）生理上有滞育或高温下有夏蛰的昆虫，在制育 或夏蛰期间有效积温是不适用的。
2. 有效积湿的计算方法
2 个温度处理 (T2-C)N2=K (T1-C)N1 = (T2-C)N2 （T1N1-T2N2） C= ———— N1-N2
{
(T1-C)N1=K
设有n个处理，其温度分别为T1，T2， T3……Tn ，其发育速率依次为 V1，V2， V3 …… Vn 。可采用统计学上常用的 “ 最小二乘方” 法进行计算 C 和 K, 其推导公 式为：
(一)昆虫对环境湿度要求
(a) 水生性昆虫 (b) 土栖性昆虫或生活于土中的虫期 (c) 钻蛀于浆果内、茎内的昆虫 (d) 裸露生活于植物上的昆虫或虫期
例如 , 亚洲飞蝗 Locusta migratoria migratoria L. 在温度30~50 ℃，相对湿度 35% 时不能完成发育 45% 时发育期为 36~43d 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
3.体液结冰以下的温度 寒代地区的一些昆虫以滞育状态度 过漫长的塞冬。 这些昆虫不但降低过冷 却点的温度 , 而且可忍受体液结冰而不 至于死亡。
二、湿度、降水对昆虫的作用
昆虫水分获得途径： 食物 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： 消化、排泄系统排水 呼吸系统蒸发失水 体壁蒸发失水
第一节 环境与生态因子
}
二、生态因子作用的特点
生态因子 (ecological factors) 是指环境中 对某一特定生物体或生物群体的生长、发育、生 殖、分布等有直接或间接影响的环境要素。 (一) 综合性 (二) 不等性 (三) 不可替代性 (四) 补偿性 (五) 限制性 (六) 阶段性
第二节 气候因子
N 为完成生长发育期所需的时间 ( 日数或小时 ） T 为该期平均温度 K 为 常数
发育速率与温度的关系的公式： V=T/K 生物发育起点温度往往在0℃，因此 , 在发 育起点以上的温度才是有效温度。生物在生长 发育过程中所受的总热量应该是有效温度的总 和。 N(T-C ) =K V=(T-C)/K 生物在发育期内要求摄取有效温度 ( 发育 起点以上的温度 ) 的总和称为有效积温。单位 为“日度 ”；“ 小时度 ”
(四)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。 1.代谢消耗和生理失调 2.体液结冰 体液结冰引起昆虫的死亡 , 主要是由于原 生质失水,不断扩大的冰晶在原生质内形成分 割的孔隙，引起原生质和原生质膜的质壁分 离 , 破坏组织和细胞膜的生理结构等。
过冷却点： 俄罗斯学者巴赫梅捷耶夫 (1898) 提出： 温度降低时,昆虫体温随着降低，当降 至0℃以下的一定温度时，昆虫体温突然 上升, 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 , 体温上升而后再下降 的温点称为体液冰点。
三、温、湿度的综合作用
温度与湿度对生物的作用是相互关 连的。温、湿度的关系在生物气候学上常 常以温、湿度系数或气候图来表示。 (一) 温、温度系数 温、湿度系数 (Q) 是降水量 (M) 与 平均温度总和 (T) 的比值得 P 降雨量和 积温比 ) 。其基本公式为：