第1章个体生态学.ppt

第一章 个体生态学 ecology of individuals,讲授内容,第二节 气候因素对昆虫的影响一、温度对昆虫的影响二、湿度和降水对昆虫的影响三、温湿度对昆虫的综合影响四、光对昆虫的影响五、风对昆虫的影响,第三节 土壤环境对昆虫的影响一、土壤温度对昆虫的影响二、土壤湿度对昆虫的影响三、土壤理化性质对昆虫的影响四、土壤有机物与昆虫的关系第四节 生物因素对昆虫的影响一、生物因素对昆虫影响的特点二、食物因素对昆虫的影响三、天敌因素对昆虫的影响,第一节 环境一、环境的类别二、环境的分类三、昆虫对环境的基本要求四、生态因子的作用特点,第一节 环境,环境的类别环境有大小之别，大到宇宙，小到基本粒子。根据环境范围的大小可以把环境分为大环境(macroenvironment)宇宙环境(space environment)地球环境(global environment)区域环境(regional environment)小环境(microenvironment)内环境(inner environment),分布,数量质量,phenotype,genotype,environment,+,phenocopy,Nuclear DNA,PhysicalChemicalBiologicalCellular,蝴蝶颜色的季节变化,1,2,Phenotype variation in Trichogramma semblidis1.In butterfly host;2.In alder fly host,环境因子的分类(Allee et al.,1949)非生物因子(abiotic factors)温度(temperature)光(light)湿度(humidity)等生物因子(biotic factors)其它物种(other species)同种的其它个体或种群,无机环境,有机环境,环境因子的分类(Smith,1935)非密度制约因子(density independent factors)温度(temperature)光(light)湿度(humidity)等密度制约因子(density dependent factors)其它物种(other species)同种的其它个体或种群,非生物因子,生物因子,环境因子的分类(，1958)稳定因子 地心引力 地磁 太阳辐射常数等变动因子 周期性变动因子：四季变化、昼夜变化 非周期性变动因子：风、雨、生物等,栖居分布,种群数量的变动,环境因子的分类(简单)气候因子(climatic factors)生物因子(biotic factors)土壤因子(soil factors)人为因子(anthropogenic factor),昆虫对环境的基本要求 食物空间：土、水、气温度：1040C水分：新陈代谢的介质光照：强度、光周期风,能量,呼吸、传播与扩散,信号、能量,生态因子的作用特点,1综合性 环境中各种生态因子不是孤立存在的，而是互相联系和制约的，任何一种生态因子的变化，都会引起其他因子不同程度的变化。因此生态因子的作用是综合的。,生态因子的作用特点,2不等性 在众多的生态因子中对某一特定生物体或生物群体的影响有一定差别，其中起决定性作用的因子称为主导因子。主导因子常常是其直接作用的生态因子，其变化常常导致其他因子也发生变化。,生态因子的作用特点,3不可替代性 不论生态因子的影响大小，每个因子都有各自的作用特点，如果长期缺少某一因子，特别当主导生态因子缺少时，便会影响作用对象的正常生长发育，甚至危及作用对象的生存。,生态因子的作用特点,4补偿性 虽然各种生态因子在总体上不可替代，但在局部是可以补偿的。如棉花的部分棉铃被棉铃虫危害而脱落后，其他的棉铃重量会增大。但补偿作用只能限于一定范围，而且也不是经常存在。,生态因子的作用特点,5限制性 任何一种生态因子的量(或质)不足或过多对中心生物的生长发育都会产生不利影响，当接近或超过中心生物的耐受范围时，就会对中心生物的生长发育产生限制作用。,生态最低点生态最低度生态下限(Ecological minimum),生态最高点生态最高度生态上限(Ecologicalmaximum),生态幅度(ecological amplitude)生态价(ecological valence),生态最适点,生殖,生长,生存,生物的生态类型广温型(eurythermal)狭温型(stenothermal)广湿型(euryhydric)狭湿型(stenohydric)广盐型(euryhaline)狭盐型(stenohaline)广食型(euryphagic)狭食型(stenophagic)广栖型(euryoecious)狭栖型(stenooecious)广光型(euryphotic)狭光型(stenophotic),生态因子的作用特点,6阶段性 生物的生长发育在不同的阶段对生态因子的要求不同，因此，生态因子对中心生物的影响也有阶段性，有时阶段性相当明显。如光周期对滞育性昆虫的作用就具有明显的阶段性。,生态因子的作用特点,7相互性 环境 昆虫 昆虫 环境,作用(action),反作用(reaction),捕食者与猎物(食蚜蝇、兵蚜)寄生者与寄主(蚜虫与蚜茧蜂)共生者与宿主(蚜虫与蚂蚁),生态因子的作用特点,8复杂性,点,网,线,Nemoria arizonaira,1,3,2,果蝇复眼的三种状态 1.野生型；2.中棒型；3.小棒形,不同温度对果蝇复眼类型的影响,温度,小眼数,野生型,小棒型,中棒型,不同环境温度对马尾松毛虫幼虫体温的影响,时间/min,环境温度,环境温度,荫蔽,太阳下,死虫,活虫,时间/min,太阳辐射对马尾松毛虫幼虫体温的影响,温区的划分和昆虫在不同温区的反应,温度与发育历期及发育速度的关系,R.A.Ferchaultde Raumur(16831757),在低温下昆虫体温的下降过程,湿度的表示方法绝对湿度(absolute humidity,A.H.)单位体积空气中水蒸气的含量，通常用g/m3表示。相对湿度(relative humidity,R.H.,RH)空气中水蒸气的实际含量与该温度下水蒸气饱和含量之比，用%表示。饱和差(saturation deficiency)即某一温度下，饱和湿度和实际绝对湿度之差。单位为g/m3。,800,700,650,600,550,500,400,297nm,红,橙,黄,绿,蓝紫,蜜蜂可见光区,紫外光,人的辨色能力和蜜蜂的视觉光区的比较,北半球不同纬度日照时数的年变化(曲线上的数字为纬度),昆虫翅的适应与变化,A,B.克格伦岛上翅不发达的蝇;C.一种翼蛾的翅;D.一种旌蛉的翅,昆虫迁飞的特征野外发现大批昆虫定向飞行突然出现后又突然消失只在一个季节发生，而在其它季节无虫在大海、高空、高山捕捉到大量飞行的昆虫人工标记释放后，异地重捕到标记个体大量采集到生殖前期的昆虫,Relative humidity(%),Fig.The relationship between temperature and humidity of egg development of T.cooxier in first generation of the year.,Temperature(C),Number of days,Fig.Effect of different temperatures and water contents in the wheat seeds on the mortality of larvae of flour beetles,Temperature(C),Water content(%),Mortality(%),rainfalls(mm)or relative humidity(%)monthly,I,III,II,IV,V,VI,VII,VIII,IX,X,XI,XII,Average temperature(C)monthly,Fig.The basic structure of climategraph,Beijing,China,Rainfalls(mm)monthly,Average temperature(C)monthly,40,30,20,10,0,-10,-20,0,50,100,150,Haerbin,China,Average temperature(C)monthly,Rainfalls(mm)monthly,40,30,20,10,0,-10,-20,0,50,100,150,200,250,Shanghai,China,Average temperature(C)monthly,Rainfalls(mm)monthly,30,20,10,0,-10,-20,0,50,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600,Lasa,Xizang,China,650,Average temperature(C)monthly,Rainfalls(mm)monthly,Dry,hot,Damp,hot,Dry,cold,Damp,cold,Average temperature(C)monthly,Rainfalls(mm)monthly,地中海实蝇适生的温、湿度范围及某些地方的气候图,A,B,A,B,C,D,大麦抽穗期昼夜温、湿度的垂直变化,A.白天温度；B.夜间温度；C.白天湿度；D.夜间湿度；虚线表示大麦株高,生物因子的作用特点,1非全体性 生物因素在大多数情况下，特别是捕食、寄生或感病等常常只涉及种群中的一些个体，由于捕食、寄生或感病而消灭整个种群的情况并不常见。非生物因素如温湿度、降水等对昆虫种群中各个个体的影响基本上是一致的；其中可能与某些个体所处的微气候环境不同而有某些差异，但这些差异相对来说还是不明显的。,生物因子的作用特点,2密度制约性 生物因素对中心昆虫的影响与后者的种群密度相关。在种群密度较大的情况下，其捕食性或寄生性天敌更易找到寄主而有利于繁衍，病原微生物更易传播流行。因而在一些生态学的著作中把生物因素称为“与密度有关的因素”。,生物因子的作用特点,3相互性 昆虫与生物因素的关系为相互适应的关系。例如植物的花与昆虫的传粉是在历史发育过程中共同演化(协同演化)形成的。花的色、香和蜜可以看成是植物对传粉昆虫的适应；而传粉昆虫的口器、刚毛的特殊构造，蜜蜂的携粉足等，可以看成是昆虫对花的适应。捕食性天敌或寄生性天敌寻找寄主，而寄主也产生了逃避天敌的适应性本能，甚至构成卷叶、茧等蔽护物，而一些天敌却利用这些蔽护物而找到寄主,天蛾Xanthopan morgani体长约80mm，其喙伸展时可达270mm以能吸吮一种管状花里的花蜜。,生物因子的作用特点,4不等性 生物因素的相互关系通常只涉及与中心生物关系密切的物种（或种群），而对整个生物群落的其他种群发生的影响程度不一；非生物因子的作用遍及整个生物群落的各个物种影响相对稳定，对各种生物的不同影响是由于不同物种对生态条件的要求不同而表现出来的。,1,6,5,4,3,2,Symphily in the staphy-linid beetle Atemelespubicollis.1.The beetlepresents its appeasementgland to a worker ofMyrmica that has just approached it.2.Licking the gland opening.3,4.The worker movesaround to lick the adoption glands.5.Ant carries the beetleinto the nest.6.The location of the glands.ag-adoption gland;dg-defensive gland;apg-appeasement gland.,植物抗虫的三机制,一、不选择性(antixenosis)植物不具备引诱产卵或刺激取食的特殊化学物质或物理性状，因而昆虫不趋于产卵、少取食或不取食；或者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，因而昆虫不趋于产卵、少取食或不取食；或者昆虫的发育期与植物的发育期不适应（物候期上不相配合）而不被危害。,植物抗虫的三机制,二、抗生性(antibiosis)植物不能全面地满足昆虫营养上的需要，或含有对昆虫有毒的物质，或缺少一些对昆虫特殊需要的物质，因而昆虫取食后发育不良、寿命缩短、生殖力减弱，甚至死亡；或者由于昆虫的取食刺激而在伤害部位产生化学或组织上的变化而抗拒昆虫继续取食。,植物抗虫的三机制,三、耐害性(tolerance)有些植物在被昆虫危害后具有很强的增长能力以补偿由于危害而带来的损失。例如，禾本科植物如果分蘖力特强，主蘖被害后分蘖的补偿作用使被害损失甚低。植物的补偿能力有一定限度。,王丽英教授1965年毕业于原北京农业大学之后考入本校研究生，获硕士学位。主要从事蝗虫痘病毒及利用防治草地蝗虫方面的研究。从我国蝗虫上分离鉴定了多种痘病毒，解决了痘病毒增殖困难的难题，找到了替代增殖寄主，建立了其血清学方法和DNA探针检测技术，并探索病毒与真菌混用提高杀虫效果的方法和机理，探索蝗虫痘病毒产业化的途径。,Bt B.t.,?,Bacillus thuringiensis,芽孢杆菌属,德国地名,产自,蝗虫微孢子虫,严毓骅 教授 1931年生，1953年毕业于北京农业大学，19811983在美国加州大学伯克莱分校学习并在国际害虫生物防治训练班研修。中国农业大学教授、博士生导师、昆虫学报和植物保护学报副主编、中国植物保护学会副理事长、中国昆虫学会常务理事、中国草原学会草地植保委员会副主任、北京市昆虫学会常务理事。主要研究方向为害虫生物防治。,西藏优螳蛉，正模,中华巨齿蛉，正模,以虫治虫,思考题,1温带地区昆虫的温区是怎样划分的？昆虫在各温区中的反应怎样？2什么叫有效积温法则？它有什么用途？应用时应该注意些什么问题？3昆虫获得水分的途径有哪些？4光对昆虫有哪些影响？试从本地区主要昆虫为例进行说明。5试以本地区土壤为例，阐明主要土栖昆虫与该土壤的相互关系。6试述生物因素对昆虫的影响特点。7试述本地区有哪些作物？对哪些害虫具有抗虫性？其抗虫机制如何？8试述本地区主要害虫有哪些主要天敌？其控制作用怎样？,