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文档简介

1、生态学定义生态学Ecology:是研究生物与生物之间以及生物与其环境之间的相互关系的科学。1858年,Thoreau在书信中用到生态学这一名词(Ecology),但没有下一明确定义。1869年,德国生物科学家Haeckel首次在其著普通生物形态学中提出并定义:生态学是研究动物与有机和无机环境的全部关系的科学。Ecology来源于希腊文 Oikos ,为"住所"、"栖息地”之义。Ecology与Economic有同一词源,因此两学科关系密切。生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学(马世骏,1979)生态学定义的理解:研究的内容为:各种关系研究的对象为:所有生物

2、及无机环境研究的领域极其广泛:行为生态学、生理生态学、进化生态学、分子生态学生态学与其它生物科学的关系:涉及生物体的各个层次水平分子-个体-种群-群落-生态系统-景观-全球景观landscape:生态学上的景观是指一定空间范围内,由不同生态系统所组成的,具有重 复性格局的异质性地域单元(Forman 1986)。生态学发展的新特点从描述生态向实验生态和定量化方向发展19世纪前:野外调查一描述动、植物的组成及变化。19世纪末-20世纪初:实验生态,逐渐量化21世纪:数字化(定量)从个体生态向复合生态系统的广度发展(宏观生态学,应用生态学)系统system:由许多相互作用又相互联系的物质单元或成分

3、组成的集合体。害虫治理的IPM自然保护区系统的反馈机制feed back:系统的某一输出变量反过来又变为输入变量而影响系统状 态的动态。系统的生产力:是指系统能生产的有机体的生物量大小。生态学引进了协同进化论的观点协同进化Coevolution: 一个物种的个体行为受另一物种的个体行为的影响而产生的两个物种在进化过程中发生的变化。(Janzen,1980)Gilbert & Futuyma,1983 提出广义定义:某一或多个物种的特征受到多个其它物种特性 的影响而产生的相互进化现象。包括植物与多种害虫。形成了许多以生态学为中心的交叉学科遗传生态学 生理生态学 数学生态学 化学生态学 污

4、染生态学总之,生态学是一门没有边界的年轻学科,如果实在要追寻与其它学科的界线所在,那么它只存在于生态学家的头脑之中。而数学、化学、生物科学及现代计算与信息技术是生态学研究的有用工具。昆虫生态学研究的新热点天敌-害虫-植物间的关系天敌控害作用(一对一、多对一、复合对复合)天敌功能集团(guild)的作用以天敌为指示害虫防治指标天敌-害虫-植物间的协同进化分子生态学的诞生与发展1、1992年Molecular Ecology杂志创刊,认为该年为分子生态学诞生年。2、PCR方法。3、种下类型的鉴定(地理型、寄主型、季节型)4、生态适应性差异的遗传基础(迁飞、滞育)5、虫源与迁飞路线生态进化昆虫的行为

5、特性1定向-选择-产卵-发育-繁殖2求偶与交配行为3寻食行为4迁飞彳T为5防卫行为6利它行为群落及生态系统结构功能的研究1起步阶段(稻田、棉田) 2能流、物质流和信息流生物多样性及其保护1物种灭绝2珍希物种的保护 3基因库的保持 4明确生态系统多样性的变化规律,从而加 以宣传保护。昆虫抗逆性:抗冻,耐热,耐饥等害虫成灾机理的研究1种群分化与成灾 2迁飞扩散与成灾 3农田景观破坏与成灾 4全球气候变化与成灾 5大气 污染与成灾害虫测报新进展建立了主要农作物害虫的测报方法1调查方法2数据记录与统计方法3数据的传送方法 4发生期与发生量预报的方法5发报的格式与要求 6稻、麦、棉害虫测报方法较为完善7

6、蔬菜、果树、花卉害虫的测报方法研究相对还较少建立了许多测报网点1999年已建设区域性测报站 361个省市植保站县级植保站乡镇农技站迁飞性害虫测报技术1虫源地分析 2迁飞路线分析 3迁飞条件4迁飞过程(起飞、运行、降落) 5迁飞数量 大尺度天气现象与害虫成灾南方涛动ENSO 温室效应 朱敏(1997)报道,我国飞虱大发生多在南方涛动强烈异常的年份,ENSO事件的当年为中到大发生,ENSO事件间歇年为轻发生年。3s技术在害虫测报中得到了应用GIS:地理信息系统 Geographic information systemGPS:全球定位系统 Global positioning systemRS:遥

7、感 Remote sensing国家级重大害虫灾变预警与决策支持系统的研制与利用( GIS/DSS )GIS Internet Pest Plant Climate对灾变小概率事件研究方法的改进1、非线性2、非周期3、有限的资料 4、神经网络法 5、小波分析法 6、分形理论昆虫个体生态学个体生态学(Autoecology)的研究对象研究环境因子对生物个体的影响及生物个体对环境因子的适应性,即生物个体与环境.环境的定义1生态学上的环境指除研究的生物有机体外的周围其它所有因素的总和。2环境是生物个体的环境(个体的环境和群体环境 )。3生物个体是环境中的个体。 4环境贯穿于整个生态学 研究中。环境因

8、子的类别非生物环境和生物环境:气候、土壤(非生物因子);捕食、竞争、寄生、共生(生物因子) 密度制约因子和非密度制约因子 :食物、天敌、气候和土壤等。条件因子和资源因子:有机体能否消耗?能被有机体消耗的为资源因子,不能消耗的为条件因子。有机体与环境因子间的关系1作用、反作用及相互作用2各因子的联合作用 3直接和间接的作用 4环境因子对昆虫不同种或同种不同发育阶段的作用不同温区的划分: 致死低温区(-10C)、亚致死低温区(-108C)、适温区(840C)、亚致死高温 区(4045C)、致死高温区(45C)。最高有效温度:是指昆虫虽不死亡,但发育速度减缓、寿命缩短、繁殖降低时的温度。低于 此温度

9、昆虫开始正常发育。发育起点温:是指昆虫发育停止,体内代谢慢到最低限度,但不死亡时的温度。高于此温度 昆虫开始发育。又称最低有效温度。非生物环境因子对昆虫个体的影响一、温度对昆虫个体的影响二、湿度对昆虫个体的影响三、光照对昆虫个体的影响四、其它非生物环境因子对昆虫个体的影响一、温度对昆虫个体的影响1、影响昆虫的生长发育2、影响昆虫的存活 3、影响昆虫的繁力 4、影响昆虫体型和行为1 .温度影响昆虫的生长发育有效积温法则:昆虫在生长发育过程中需从外界摄取热量,而完成其生长发育所需的总热量为一个常数。K = N(T - C)K为有效积温,单位为日度;N为发育历期,单位为天;T为环境温度;C为发育起点

10、温度。该法测由 Reaum, 1936年提出。有效积温法则在害虫测报上的应用1、发生世代的预测 2、发生期的预测 3、昆虫分布区域的预测 4、昆虫发育速率与温度的关系5、最适温区的直线关系 T = C + KV 6、适温区内的逻辑斯蒂曲线关系V = Vmax/(1+eA(a-bT)。(其中,V为发育速率;Vmax为昆虫的最大发育速率;T为温度;a和b为常数。)2.温度影响昆虫的存活高温致死昆虫及昆虫的耐热对策致死原因:蛋白质变性;酶系和线粒体破坏;生理过程受阻(呼吸或排泄受阻造成代 谢紊乱而中毒);神经系统麻痹 。耐热对策:体内水分蒸发降温。高湿条件下昆虫体表水分蒸发受阻,其对高温环境的耐受性

11、变差。 社会性昆虫能通过个体分散、扇风、采水等方法降温。低温致死与昆虫的耐寒对策低温致死原因 0c以上低温:体内能量过度消耗,体质虚弱,生理失调而死亡。0c以下低温:原生质和体液结冰而脱水,或细胞组织破裂而死。过冷却现象:昆虫体液下降到 0c仍不结冰的现象。过冷却点:昆虫体液开始结冰时的 体温。结冰点:昆虫体液大量结冰时的体温。昆虫的越冬对策耐冻对策:通过提高过冷却点来诱导胞外结冰,使胞内亚细胞结构免受损伤避冻对策:通过降低过冷却点来增加抗寒力。影响昆虫过冷却点的因子1、昆虫的发育阶段 2、昆虫的体重 3、昆虫体内水分、脂肪、糖分及多元醇的含量4、昆虫所处的生理状态5、昆虫体内的冰核蛋白(IN

12、Ps)、脂蛋白(LPs)、耐冻蛋白昆虫抗寒的行为对策;加速运动3温度影响昆虫的繁殖昆虫繁殖对温度的要求较为严格,不适温度范围均会降低昆虫的繁殖能力。4温度影响昆虫的体型和行为温度能引起昆虫体色和大小的变化季节改变引起种群基因频率的节律性波动,从而表现出体型上变异。温度影响昆虫的行为非生物环境因子对昆虫个体的影响一、温度对昆虫个体的影响二、湿度对昆虫个体的影响三、光照对昆虫个体的影响四、其它非生物环境因子对昆虫个体的影响一、湿度对昆虫个体的影响1、湿度能影响昆虫的生长发育、生存和繁殖。2、湿度多与温度共同联合影响昆虫。昆虫水分获得与失去的主要途径获水:饮水、食物、陈新代谢、空气中水分。失水:排泄

13、、蒸发与昆虫水分损失有关的因素:所处生境;表皮碳水化合物二、光影响昆虫的行为和生理特性:波长、光强、光周期光周期是昆虫对外界条件发生变化而产生反应的信号趋光性、起飞、滞育、生物钟、定向行为三、气流和风影响昆虫的存活与扩散迁飞行为1、强风致死。2、风有利于昆虫迁飞 3、我国处于东亚季风环流地区,春夏季盛行西南季风,携带昆虫由西南向东北方向迁移;秋冬盛行强东北风,又携带昆虫由北向南回迁。5、上升气流促进起飞、下沉气流促进降落。6、气流有利于幼虫飘移。四、土壤因素对昆虫的影响影响地下害虫及有部分生活史在土中进行的昆虫。土温、土湿、土壤类型、 PH值五、昆虫所处的小气候 Micro-climate小气

14、候是指近地面大气层约 1.5m范围内的微细气候。如植物生长及昆虫生存地范围内的气候。小气候与大气候(Macro-climate)相差较大。如盛夏 大气温度达38c时,稻田褐飞虱所 处的小气候温度仍可保持在28 C或以下。不同地段、作物种类和长势影响小气候。昆虫直接生活在小气候环境中。农田小气候直接影响昆虫的生存、发育、繁殖、种群密度及寄生物与寄主关系。在害虫管理和测报中应依害虫小气候的差异作出不同的决策。生物环境因子对昆虫个体的影响食物链与食物网生物间关系 竞争关系一、食物链与食物网Food chain :是指各生物之间通过取食与被取食所形成的彼此相连的关系。链节数最少是 3个,最多可达 5-

15、6个。Food web:是指由许多彼此有共同食物节点的食物链所组成的食物网络。食物网是物质循环与能量流动的方式。理想的食物网应该是一封闭的环状。研究食物网的主要方法直接观察法(摄像机);人为供饵法;田间采集、室内饲养法;肠胃解剖法;捕食痕迹观察法;免疫学法和标记示踪法。研究食物网的意义:1、合理地利用生态系统中的物质与能量,并使之流向于对人类有利的方向。达到资源的有效应用。2、指导生物防治3、指导农作物布局4、指导动植物的保护二、生物关系生物关系的类型:种间 种内 基本特征竞争 竞争 利用相同有限资源,降低各自适合度捕食自残消耗其它个体的全部或部分寄生-缓慢消耗其它个体共生共生个体间生活紧密,

16、互惠互利两物种间的互作类型:作用类型 A物种B物种 事例竞争作用Comptition -棉铃虫-棉红铃虫捕食作用Predation + -草蛉-棉朗寄生作用Parasitism + -稻黄赤眼蜂-二化螟中性作用Neutral 0 0蜻蜓-稻纵卷叶螟偏害彳用 Amensualism 0 -朗虫-红蜘蛛偏利彳用Commensualism 0 +朗虫-蚂蚁+表示对该种群有利,-表示对该种群不利,0表示无影响。 三、竞争关系利用相同有限资源的个体间发生的相互作用关系。发生于利用相同资源的种间和种内个体之间竞争的最终结果是:一方灭亡而另一方存活,或者是生态位发生分离。生态位Niche;是指一种生物在环境

17、中的功能地位,包括它所占有的物理空间、能利用的资源及所发生时间等。生境Habitat :是指生物生活的物理环境,如稻田、草原等。生境包括有许多生态位。生态位的多维性:有机体所利用的每一资源及影响有机体的条件,称为生态位的维。竞争、捕食、寄生、共生等均会影响有机体的实际生态位。种内竞争Intraspecific competition发生在相同物种的不同个体间。拥挤、资源短缺时常发生。结果种群死亡率增高,繁殖力降低,或者发生迁移和领域的扩张。在植物间则出现个体自身疏化(Self-thinning)。密度制约效应:指种群的实际增长率随种群密度增大而下降的现象。种间竞争 不同物种利用相同的有限资源时

18、所发生的种间相互作用。昆虫种群生态学种群特性种群具有个体的生物学特性种群特有的特性:种群密度、种群数量;种群数量动态;种群空间分布;密度制约机制;地理种群、寄主种群、生物型地理种群geographic race:生物种群在地理隔离条件下经长期适应产生的种内分化类群。寄主种群host race:由寄主植物隔离而引起的昆虫种型分化,长期生活在不同寄主上的同种昆虫,形成嗜好不同寄主的种群类型。生物型biotype :种内个体或种群长期适应某种生存条件(如食物)而产生的种内类群。它们在形态上区别不大,在生理、生态特性上有一定差异。种群结构:指种群内某些生物特性互不相同的各类个体群在总体内所占的比例的分

19、配状况。种群结构的表现型式性比 sex ratio 年龄组配 age-distribution :生理年龄:生殖前期 pre-reproduction ,生殖期reproduction和生殖后期 post-reproduction 年龄金字塔多态现象种群的空间分布:种群在栖息地内因生物的和非生物的环境间相互作用,造成种群在一定空间内个体扩散分布的一定形式。空间分布型:统计模型空间分布由生物因子(物种特性、种内和种间关系)和非生物因子(气象、作物、水肥、农 事管理等)所决定。空间分布因物种、虫龄、虫态、种群密度和环境条件的不同可能不同。昆虫种群空间分布类型随机分布:样本方差与平均数差异极小,一般

20、认为方差/平均数在11.5之间就符合随机分布。如螟虫卵块聚集分布:方差大于平均数。一般认为比值在1.5-3.0之间。大多数昆虫的各虫态属聚集分布,如螟虫幼虫、褐飞虱均匀分布:样本方差小于平均数。 个体与个体间的距离相等。符合均匀分布的昆虫种群较少。短翅型白背虱种群空间分布的检测方法全体调查:空间图式抽样调查抽样方法:随机抽样分层随机抽样:按品种、长势、生长期等的不同划分区组,区组内划分面积相同的小区,在小区内进行随机抽样。两级顺序抽样: 从总体中随机抽取田块,每田块进行顺序多次抽样。间分布的判定方法频次法:检验各样方虫数出现的理论频次与实际频次间差异的显著性。如果差异不显著,则判定符合该理论分

21、布,否则就不符合该理论分布。指数法(1)扩散系数C注意之点:C随种群密度变化时不能用 C值大小来判断分布型。(2) K值法K>8种群逼近随机分布,K越小聚集程度越高。K与虫口密度无关,但受样方大小影响,比较不同处理害虫聚集程度时,最好用相同大小的样方进行调查取样。(3) CA值法CA = 1/KCA =0随机分布 CA >0聚集分布 CA <0均匀分布(4) 聚集度均数判断引起聚集的原因:r是自由度为 2k时0.05水平下的卡方值,如 2k为非整 数,可用线性插值法简单求得其卡方值。聚集均数<2时,聚集原因由某些环境因素引起。聚集均数>2时,其聚集是昆虫本身行为和

22、环境因素综合影响的结果。(5)平均拥挤度指标:平均拥挤度是指每个个体在一个样方中的平均他个体数,即每个个体的平均邻居数。判断标准I:平均拥挤度/平均数=1时,为随机分布;平均拥挤度/平均数<1时,为均匀分布;平均拥挤度/平均数>1时,为聚集分布。判断标准II (Iwao法):如果建立的直线回归关系成立时可用a, b值进行判断。a表明种群中个体的分布性质当a=0时,种群分布的基本成分是单个个体;当a>0时,个体间相互吸引,分布的基本成分是个体群;当a<0时,个体间相互排斥。b表明种群的空间分布当b=1时为随机分布当b>1时为聚集分布当b<1时为均匀分布昆虫空间

23、分布的应用价值制定抽样方案:1、随机分布种群数量调查时对取样方式、样方大小及数量要求不高。常采取样方面积放大些,而样方数量适当减少些的原则进行抽样。2、聚集分布种群,特别是核心分布。调查时宜采取样方数量多,样方面积小的原则。以Z字形取样或棋盘式取样较好。3、均匀分布和随机分布可采用五点式和对角线取样方法,核心分布宜采用棋盘式和平行跳跃式取样方法,嵌纹分布宜采用Z字形取样方法。制订防治决策。指导序贯抽样,确定是否需采取防治措施。用于研究昆虫的扩散迁飞行为。昆虫种群在地理上的数量波动种群密度高相对稳定区(型)种群密度波动区(型)种群密度低相对稳定区(型)昆虫种群的季节性数量波动斜坡型:粘虫、小地老

24、虎阶梯上升型:三化螟、玉米螟、棉铃虫马鞍型:桃树上的桃朗抛物线型:高粱朗、甜菜夜蛾、稻苞虫、斜纹夜蛾种群数量波动的原因内因:种群繁殖力、发生世代数;生长发育的特点;对气候、食物等条件的生态适应性。如 昆虫对最高、最低温度范围,对有关食料的种种反应;休眠或滞育的特性;种的迁飞、扩散 分布能力等。外因(常为种群暴发系统的触动因子 ):1、食物营养:昆虫生存的必要条件(食物的种类、分布面积、植物的发育阶段、品种特性、生长状况,以及其内部所含的昆虫营养物质及次生物质等)。2、气候的基本三要素:光、热、水,尤其需要注意当地总积温、雨季分布、异常气候条件。3、种群的发生与寄主的物候关系:如二者在时间上不符

25、合则必然不利于种群的发展。在农业上寄主的物候现象常受到人为的控制。耕作制度、品种布局、播种期及田间各项管理措施、杀虫剂的应用等,都对种群的消长起着巨大的影响作用。4、各代各虫期的天敌:种类、数量发展状况,与寄主昆虫在发生数量上的密切关系,天敌 的发生与非生物因素的变动关系。种群数量变动机制分析生物学派:强调生物作用对昆虫种群的影响,并将环境因子分为三大类:适应性因素:主要是寄生性天敌灾变性因素:气候因子鸟和其它捕食性天敌气候学派:认为昆虫种群密度波动首先是由天气条件影响种群发育速度和存活率所致。综合学派:强调生物因子和非生物因子的相互作用。自动调节学派:强调种群内个体的变异性对控制种群数量的重

26、要性;认为种质的好坏是主要作用;有机体的数量变动是通过种群中个体的遗传变异引起的。种群数量波动的基本模型净增殖率R0:每代雌虫所产生的雌后代数,或每雌产雌数(Nt/N0 )。内禀增长力rm:在一定生物和非生物环境下种群所固有的内在增长能力。种群生长型:是指种群数量随时间的变化动态。昆虫种群生长型种类;世代离散性生长型;世代重叠的连续性生长型。世代离散性生长型适用对象:适合于 1年发生1代和世代不重叠的昆虫。生长型模型:Nt+1 =R0NtR0为种群净增殖率,即每雌产雌数。R0为恒量;R0为变量(函数)种群发展趋势估计:R0>1种群无限增长;R0<1种群无限减少。世代重叠的连续性生长

27、型适用对象:世代重叠生活史昆虫。有两种类型,即无限环境条件下的指数增长型;有限环境条件下的逻辑斯蒂曲线增长型。无限环境下的指数增长:r为内禀增长率K:为环境最大饱和容量;r:为内禀增长率;a:为常数;t:为时间。生命表的定义:是按种群生长的时间或年龄为顺序,系统记述种群的死亡、生殖及死亡原因的表格。系统性:整个世代阶段性:各发育阶段的生存和繁殖综合性:各因素对种群数量的影响作用关键性:主要因素及其作用的主要阶段生命表的类型及形式1特定时间生命:以特定时间为间隔单位,系统调查记载到x时间时种群的存活和死亡数量(年龄组配比较稳定的前提下)。生命期望生命表:只考虑种群的死亡过程。x :按一定时间划分

28、的单位时间期限(如日、周、月),据生活史历期而定,以不超过一个虫态历期为最好。lx:在x期开始时的存活虫数(实际观察值)dx:在x期限内(x - x+1两死亡虫数(实际观察值)qx:在x期限内的死亡率 =dx / lxLx :在x期到x +1期间平均存活数目 =(lx + lx+1 )/2Tx:在x期限后的平均存活数的累计数 =2 Lxex :在x期开始时的平均生命期望数=Tx /lx2特定年龄生命表 以年龄阶段作为时间划分的标准。多年同代生命表可用于关键因子(阶段)分析。种群趋势指数计算:1=下代虫量/上代虫量3自然种群特定年龄生命表的制作方法世代重叠种群特定年龄存活虫数的确定平均龄期法:将

29、全部调查时间中各龄(期)个体的合计数 A乘以调查间隔天数,再除以各年龄平均历期(天数),得到各龄中期的个体数 (lx )。lx =(该龄个体合计数 项查间隔天数)/该龄平均历期各龄(期)的平均历期可从上下两个期的高峰间隔得出,如 1龄高峰在第四天,2龄高峰在第八天,则1龄平均历期即为 4天;也可用实验观察得到达。生命表的分析与运用1种群存活率分析2种群趋势指数I :是指在一定条件下,下一代或下一虫态的数量占上一代或上一虫态数量 的比值,又称存活指数。I也可用各虫期的存活率和繁殖力的乘积来表示:I = SE X SL1 X SL2 Spp X SA X P ? X F X PFS为存活率;P?为

30、雌性比率; F为雌虫最高产卵量(生殖力);PF为卵实际产出 率。PF =实际生殖力/最高生殖力I值的应用1、种群发展趋势估计:I=1时,下代种群数量将保持不变;I>1时,下代种群数量将增加:I<1时,下代种群将减少。2、种群未来数量预测:Nt+1 =Nt X3、根据一张生命表求得的 I值,只能做短期预测。而用平均生命表求得的平均I值则可用于中长期预测。3关键因子分析:凡是某一阶段的数量变动能极大地影响整个种群未来数量变动的阶段,这一阶段称为关键阶段。凡是某因子引起种群死亡率的变动能极大地影响未来整个种群数 量变动,这一因子称为关键因子。确定关键因子(阶段)的方法:(1) K值图解相

31、关法:K值是指前后相邻的两个阶段的存活虫数的比值的常用对数。(2)相关回归分析法决定系数rA2法:回归系数b法:捕食者对猎物的选择性选择盈利性的猎物:投入少,收获多的猎物:如,朗茧蜂喜好寄生个体小的朗虫,但对麻痹后的不同大小朗虫选择性一致。捕食者食物类型的转变:受猎物密度的影响捕食者与猎物数量消长关系捕食者与猎物间的功能反应功能反应:是指单位时间内随着猎物密度的上升,平均每个捕食者消耗的猎物数量的变化。功能反应的三种模型:Hollingl型;Hollingll型;Hollinglll型(分别如下图所示)。干扰反应数值反应猎物的数量对捕食者数量的影响影响捕食者的发育速率、生殖力及存活等。种群的生

32、态对策生态对策是昆虫对环境条件的不同适应方式,有 k和r两种对策。生态对策是物种在不同栖息环境下长期进化的结果。两种对策的昆虫存在许多差异。种的分化species是形态上类似的、共享同一基因库的、与其它类群有明显生殖隔离的生物类群。种群是物种的存在形式.同一种群内的个体存在一定程度的差异.亚种subspecies是指具有地理分化特征的种下类群。变种variant:是指同域性种群因种种环境条件的差异,而逐渐变异为具有某些生理生态差异的类群。地理型 geographical race 寄主型 host race 生态型 ecological form季节型 seasonal form 生物型 bi

33、otype研究种型分化的意义促进生物进化理论的发展。种下类群的分化是生物进化和新种形成历史过程的一个进程。作物抗虫性变化。害虫抗药性。指导生物防治:寄主型和地理型。指导益虫和资源昆虫开发中的良种选育。生物型:种群内或种群间表现有不同生理生态特性的类群。在昆虫中,种以下的生物型普遍存在。季节活动、生物节律、体型大小、颜色、抗药性、迁飞潜能、性激素、同工酶谱、基因型频率生物型的类别非遗传性的多型现象:环境条件(如食料、温度、光照等)引起的表型差异,如形态、行为特性等。环境条件差异一旦减少或消失时,生物型的分化也随之消除。遗传性的多态现象:种群的分化是由遗传基因所控制的。如害虫致害性和抗药性。生物进

34、化与适应进化是指一个生物群体在长时期的自然选择过程中,遗传组成发生的变化。进化的结局是产生更多种类的生物物种和数量更多的生物后代,并使这些生物更好地适应变化着的环境。进化的机制变异、遗传和自然选择是导致生物进化的三要素。哈伯定律(Hardy-Weiinberg law)及其五条件定律:理想种群内各基因频率能达到及维持平衡状态。五条件:(1)种群是极大的。(2)种群个体间的交配是随机的。(3)无突变发生。(4)无迁移或新基因的加入或迁出。(5)无自然选择在自然界中要维持哈伯平衡是较难的。自然选择:定向性选择;中断性选择;稳定性选择协同进化:是一个物种的行为受到另一个物种的行为的影响而产生的两个物

35、种在进化过程中发生的变化。特殊性:一个物种各方面特征的进化是由另一个物种所引起的。相互性:两个物种的特性都是进化的。同时性:两个物种的特性必须同时进化。协同进化主要发生在一些共生、寄生和共栖的物种间。协同进化的类型对抗性协同进化:如害虫与植物共生性协同进化:如微生物与昆虫,开花植物与传粉昆虫;蚂蚁和植物主要应用前景指导抗虫育种进行害虫种群中生物型的监测,指导种植品种的选择与更换。改良害虫体内的共生菌,从而降低害虫的适应性或失去某些致害能力。 群落的概念与命名生物群落biotic community :是指一定地域或生境内各种生物种群的集合体。它强调生物种群间的相互作用群落的命名:无严格规定根据

36、群落中的主要优势种命名:马尾松林群落,昆虫群落根据群落所居的自然环境命名:山涧溪流群落、海滩群落根据优势种的主要生活型命名:热带雨林群落、草甸群落群落的基本特征相互联系性:群落中所有生物是相互联系的。成员的重要性不同重要性可用某物种的迁出所导致其他物种从该群落中丧失的百分率表示。优势种dominant species :是指群落中对其他物种发生明显的控制作用的物种。表现出个体数量多、体积大或生物量大、生活力强等特征。关键种:是它们的消失或削弱能引起整个群落和生态系统发生根本性的变化的物种。关键种的个体数量可能稀少,但也可能多,其功能或是专一的也可能是多样的。冗余种redundancy spec

37、ies :是指这些种的去除不会引起生态系统内其他物种的丢失,同时对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成太大的影响的物种。这说明群落中的物种在生态功能上有相当程度的重叠性。群落与其环境不可分割:生物群落影响环境的变化,环境的变化又引起生物群落的变化。群落具有一定的结构垂直结构:群落具有垂直分层现象,不同垂直高度上物种不同。水平结构:出现复杂的镶嵌性。植物的斑块状镶嵌结构是常见的水平格局。时间结构:是群落的动态特征,群落结构随时间的变化而发生的变化。由自然环境因素的时间节律引起群落各物种在时间上相应的周期变化。是群落在长期历史发展过程中,由一种类型转变为另一类型的顺序过程(演替)营养结构:可用食

38、物链、食物网和生态锥体来表征。数量锥体(各相继营养级别的个体数)生物量锥体(各相继营养级别生物的总干重)能量锥体(各相继营养级别生物的能量或生产力)边际效应edge effect:在群落交错区中生物种类增加和某些种类密度加大的现象。群落结构松散,边界模糊:两种群落无明显的边界,多为彼此交错形成过渡地带,即群落交错区。群落具有演替特性群落演替community succession:是指在一定区域内,群落随时间而变化,由一种类型转变成另一种类型的生态过程。 群落内种间关系的测定 关连系数法1 .样方取样2 .无样方取样法 对群落中研究的两种的邻居进彳T调查,即每查到一个A物种或物种 B,则查其最

39、近的邻居是A还是B ,然后调查下一个 A或B,最后按下表进行数据统计。种间关系判断标准:如果ad>bc,表明两物种是分散的,反之两物种是关系紧密。也可用关连系数来衡量。 相似性测度相似性指数 S=2C/ ( a+b )C:为两群落均具有的物种数;a:为A群落中的物种数;b:为B群落中具有的物种数。也可用群落各物种的生物量或频率来计算,即 C为两群落共有种中较小一方的 生物量的和,a为A群落总生物量;b为B群落总生物量。百分率相似性指数PS=100-0.5 2 由iiai为A群落中第i种个体所占百分率;bi为B群落中第i种个体所占百分率。或PS至(W群落中各物种最低百分率 ) 群落特征分析

40、丰富度Abundance:群落中所包含的物种数。多样性:物种数;各物种的数量;所有物种所占住的面积;每个个体所占有的面积。物种多样性指数 (Shannon-Weaver多样指数)H'= -N(pilnpi); Pi为群落中第i个物种的个体数占整个群落的总个体数的比例均匀度Evenness E=H'/lnS ; H '为多样性指数;S为总物种数优势度B=nmax / N; nmax为群落数量最多物种的数量;N为群落的总个体数。优势集中性指数 C= 2 (pi)A2 群落的稳定性抵抗力:表示群落抵抗扰动和维持系统的结构和功能保持原状的能力。恢复力:表示群落在遭受扰动后恢复到

41、原状的能力。稳定性与多样性的关系:一般认为多样性越高,稳定性越好 群落生态学的应用利用群落的边际效应,发展立体农业。进行生物多样性保护。害虫防治时要注意害虫之间及害虫与天敌和植物间的相互作用,从群落水平上进行治 理。多样性高的群稳定性相对较高,农田群落越稳定则害虫不易暴发成灾。因此要保持农田的多样性。害虫预测预报方法一、适用于县市级基层植保站的测报工作基层测报站的工作主要是了解掌握管辖区域内病虫害的实际发生情况,做好详细的记载,根据病虫害发生的生物学和生态学原理,做出短中期的预测,并发出情报,指导农户进行防治,将病虫害的为害控制在经济允许水平之内。工作要求:病虫草害种类的普查主要病虫害的系统调

42、查与测报:系统调查方法:选取当地有代表性的田块 (品种、肥力、种植时间等具有普遍性 )3-4亩,作 物种植后定期进行特定害虫和其天敌的调查, 取样方法和样方数每次最好一致, 便于数据统 计和比较。系统田除不用药外,其它管理方法均与大田一致。普查方法:在系统调查的基础上每月和施药前、后对管辖区域的大田进行全面调查,调查要涉及全部地区和类型田,了解大田害虫发生情况、防治效果、损失程度等,以指导要否要用 药或补防。这类工作可布置或监督乡农技站农技员进行,但必须抽查,以防虚报,造成工作失职。系统和普查资料的整理和保存:虫情资料是测报工作的根本。同点多年的资料可总结出当地害虫的发生时间和发生量的变化趋势

43、,为趋势预报的准确性提供保证。整理数据可按下表进行。测报工作中的原始的和整理的资料要分开保存,原始资料归档待查,整理后的资料随时参考。依据调查数据进行发生期和发生量的预测,确定防治对象和防治时间。根据测报结果,组织基层农技员交流各地的病虫发生情况,讨论具体防治措施,编写病虫害情报,并分发到乡村,实施全面防治。防治后进行防效调查。年终进行全年度病虫害发生情况汇总分析,预测下年度各害虫的发生趋势,做好下年度的准备工作。适用于部省级测报点的工作要点部省级测报点主要是掌握全国或全省病虫草害的总体发生情况,为病虫害的发生做出中长期的预测预报,并发送各地,监督各地植保部门重视并实施。及时汇总分析各地传送的

44、病虫测报数据,对重大病虫害的发生作出最快的反应与决策,将病虫害的损失减少到最低限度。定期进行田间现场调查与访问,了解病虫发生的具体情况。组织召开全省或全国测报会议,研讨主要害虫的对策,特别是新上升或可能成灾害虫。全国或省测报网点的维护与运营。1984年全国共有专业性病虫测报站1701个,其中农牧渔部病虫测报站 1个,省站14个,地(市)站125个,县站1561个,从事测报专业人员 8660人。1999年已建 设区域性测报站361个。地方数据上传系统的开发。省级测报决策系统的开发与运行。全国病虫测报网络的建设与维护。其它常规性工作。害虫测报类型一、按测报内容划分发生期预测:确定防治时间发生量预测

45、:确定防治对象田迁飞害虫预测为害程度与产量损失预测二、按测报时间划分短期预测:20d,前一、二虫态预测下一、二虫态。中期预测:20d-3月,上一世代预测下一世代。长期预测:3月或1年以上,趋势预测。三、按测报空间范围划分迁出区虫源预测迁入区虫源预测害虫测报的基本方法观察法:直接观察害虫的发生和作物物候变化,明确害虫密度、生活史与作物生育期的关系。实验法:测定温度与发育速率的关系,营养、气候、天敌等因子对害虫存活与繁殖的影响。统计法(相关分析、预测模型):长期预报发生期预测方法一、 害虫发育进度的调查始盛期:16% 高峰期:50% 盛末期:84%左右二、历期预测法用前一、二个虫态的始盛、高峰、盛

46、末时间预测后一、二个虫态的相应期。要求发育进度一定要查准, 调查虫量要多,每次活虫数至少达100头以上。还需多 次调查。三、分龄分级预测法给卵分级、幼虫分龄、蛹分级,得出各级别的历期,从而提高预测的准确性。其实也属于历期预测法的一种。四、卵巢发育分级预测法诱集雌雄蛾 每天或1-2天解剖一次,每次抽查20头,并进行卵巢分级。统计各级卵巢个体出现的比例。在解剖过程中同时在田间进行调查,查出产卵始盛期和产卵高峰期出现时雌蛾各级卵巢所占的比例以后根据各级卵巢出现比例预测发生期。五、期距预测法也属于历期法的一种。期距是指任何两种有一定必然性的现象之间的时间间隔。期距与害虫的各虫态虫期的历期有关,但并不代

47、表或等于历期。六、有效积温法七、物候预测法利用物候学知识预测害虫的发生期的方法称物候预测法。物候学是研究自然界中生物(包括动物和植物)与气候等环境条件的周期性变化之间相互关系的科学。发生量预测方法虫口基数法气候图法经验指数形态指标法数量统计预测方法一、数理统计预测优缺点统计预报法是利用多外的历史资料进行统计分析得出数学模型之后,利用数学模型进行预测的方法。优点:1)减少或不用田间系统调查和室内饲养观察,从而减少了工作量。2)可做长期预报。3)能利用计算机进行害虫的预报和监测。缺点:1)需要多年的历史资料。2)预测模型的生物学、 生态学意义不很明确。 3)需要一定的数学基础。二、统计预报中的常用

48、名词预报量:预报害虫发生的主要特征。如发生期、发生量等预报因子:能预测害虫发生的因素。如虫源、气温、天敌、降雨等预报要素:预报量和预报因子的通称。定性与定量:非具体的数字为定性,如偏早偏迟、重和轻等。有具体的数值则为定量。历史符合率:用于检验统计预报方法的优劣,即建立了统计预报模型后,利用建立该模型所用的历史 资料,逐年代入模型进行回报检验, 看其符合的年 数,并计算出所占的百分率。预报准确率:检验预报的实际效果,即利用建立的统计模型对未来害虫发生情况进行预报, 预报准确的次数占总预报次数的百分率。三、害虫预测回归模型的建立可视化预测报方法一、互联网发布预报结果二、电视预报三、GIS进行可视化

49、预警GIS系统由一些基本模块和众多扩展模块组成,包括: 数据输入:用于采集和处理各种空间数据和属性数据数据库管理:用于数据贮存、查询、校验、修改,用数字化表示空间或地图数据是GIS的一个基本特征。空间数据的操作和分析:用来分析数据要素层之间和要素层内的关系。数据输出:用来显示图形或报表。其中空间数据的操作和分析是GIS的核心模块,也是 GIS区别于其它信息系统的根本所在。GIS进行舞毒蛾种群数量区域性预测与控制四、 遥感(Remote Sensing )在测报中的应用RS是一种不通过直接接触目标物而获取其信息的一种技术。遥感指使用各种传感器获取和处理地球表面的信息,尤其是自然资源与人文环境方面

50、的信息,其最后反映在所获取的像片或数字影像上。按照遥感器使用的平台可分为:航天遥感技术,航空遥感技术、地面遥感技术。选择题(每题至少有一个答案)1以下对生态学上的环境概念的说法正确的有A.环境是不包括有机体的所有因子的总和B.环境是研究的有机体的环境,没有有机体就无环境可言C.环境因子影响有机体存在时序性和主次性D.环境是不随有机体的变化而变化的恒定体2温度与昆虫的关系表现为A.昆虫必须在发育起点温以上才会生长发育B.昆虫是变温动物,其体温与气温完全一致C.昆虫在最适温度范围内新陈代谢最强,行为最活跃D.低温致死昆虫都是因为昆虫体液结冰,发生细胞破裂所致3下列有关有效积温法则正确的说法有A.有

51、效积温法则是指昆虫完成一定的生长发育所需的总热量是一个常数B.昆虫的发育起点温和有效积温具有相同的单位CC.昆虫在某地发生代次的多少是由当地气候的总有效积温高低所决定的D.有效积温法则表现出昆虫发育的历期与温度呈一直线关系,温度高历期长4下面有关过冷却现象的描述正确的有A.昆虫的过冷却现象是指昆虫在过冷的环境下也不结冰的现象B.昆虫达到过冷却点时的体温明显低于结冰点时的体温C.昆虫在过冷却点时仍不会死亡,而达到结冰点后则很快死亡D.避冻越冬的昆虫往往是通提高其过冷却点来应对严冬5下列有关湿度影响昆虫的描述正确的有A.湿度主要影响昆虫的存活和繁殖,而对生长发育无影响B.持续的高温高湿容易致死昆虫

52、,这主要是由于昆虫失水太多所致C.温湿系数表征温度和湿度的联合作用,得到的一个温湿系数指标能用于所有地区D.昆虫繁殖所要求的温湿度范围通常比存活所要求的要窄得多6昆虫产生竞争关系正确的说法有A.同一物种内也会出现竞争关系B.许多物种共同处于同一生境时也可能没有竞争关系的产生C.利用相同资源的物种间时时存在竞争D.只有在资源短缺时,同时利用该资源的物种间才会产生竞争7种间竞争产生后的最终结局是A.同时灭亡B.一方存活,另一方灭亡C.竞争双方共存,形成共生关系D.竞争双方共存,但生态位分离8下列有关生态位的描述正确的有A. 一个生境中可包含多个生态位B.温度因素属于甜菜夜蛾的一维生态位C.对某种昆

53、虫而言,其生态位宽度是稳定不变的D.竞争关系存在时,竞争双方的实际生态位均会缩小9下列哪些属于密度制约效应A.褐飞虱种群的实际增长率随密度增大而下降B.昆虫种群的数量增长至某一限度后,其繁殖率下降C.木槿上棉朗数量增多时产生有翅朗迁飞D.同一棉株上朗虫的数量增多时体形变小10昆虫在时空上对不良环境条件的适应对策有A.休眠和滞育B.扩散与迁飞C.生物钟D.学习行为11下列对休眠和滞育正确的有A.二者的表现形式相同,均表现为不吃不动、生长发育停止、新陈代谢缓慢B.二者均是昆虫系统发育过程中产生的C.二者解除的条件相同D.滞育对昆虫是有利的而休眠是不利的12可用于判断昆虫是否迁飞的方法有A.成虫卵巢

54、解剖B.突增突减现象的观察C.高山网捕和雷达观察D.飞行能力测定13昆虫迁飞过程的描述正确的有A.起飞、运行和降落均有昆虫的主动性B.运行过程中具有成层现象C.迁飞速度为昆虫飞行速度与风速的矢量和,但风速起决定作用D.降落区域受地形、降雨等因子的影响14我国属于迁飞性昆虫的有A.二化螟和三化螟B.褐飞虱和白背飞虱C.稻纵卷叶螟和小地老虎D.粘虫和玉米螟15有关昆虫生物钟的说法正确的有A.生物钟是昆虫长期对环境条件适应的结果B.生物钟受外界环境条件(如温度)的影响C.生物钟的周期多接近 24hD.生物钟由遗传基因控制,因此是不能改变的16可用于害虫发生量预测的方法或指标有A.气候图法B.聚点图法C.水分积分指数D.滞育特征17下列哪种集团可称为一个种群A. 一块稻田中的所有飞虱B.棉株上的红铃虫和棉铃虫C.南京稻田的所有螟虫D.校园内木槿和石榴树上的棉朗18下列有关种群结构的描述正确的有A.种群内具有不同特性的个体所占比例的分配状态即为种群的结构B.种群结构包括性比、年龄组配、存活率C.种群结构是种群个体特性的统计量D.种群结构与种群的个体数量多少有关19有关种群的空间分布描述正确的有A.种群的空间分布因物种的不同而存在差异B.空间分布不受外界环境条件的影响C.昆虫种群的空间分布型可用频次法进行拟合D.昆虫的空间分布一般有随机分布、聚集分布和均匀分布三种,并且聚

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