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1、第五章生态环境对昆虫的影响第一节环境与生态因子一、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。依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：内环境：二、生态因子作用的特点生态因子（ecologicalfactors）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（-）不等性（三）不行替代性（四）补偿性（五）限制性（六）阶段性其次节气候因子大气候：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。一、温度对昆虫生长发
2、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。热能获得：太阳辐射(主要)；新陈代谢(次要)热能散失：体壁传导、体壁辐射、水分蒸发(-)温区的概念1 ,致死高温区(ZOneofhighlethaltemperature)范围：45-60oC表现：兴奋-死亡(酶系破坏、蛋白质凝固)2 .亚致死高温区(Zoneofhighsublethaltemperature)范围：40-45表现：热昏迷3 .适温区(zoneoffavorabletemperature)范围：8-40表现：生命活动正常进行(有效温区)(1)高适温区(ZorIeOfhighfavorabletemperatur
3、e)范围：30-40oC最高有效温度最适温区(ZOneofmostfavorabletemperature)范围：20-30oC(3)低适温区(zoneoflowfavorabletemperature)范围：8-20发育起点温度(developmentalzero)生物学零点(biologicalzero)4 .亚致死低温区(ZOneoflowsublethaltemperature)范围：TO-8C表现：冷昏迷5 .致死低温区(Zoneoflowlethaltemperature)范围：-4010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：昆虫完成肯定的发育阶段所
4、经受的时间，通常以日为单位。发育速率：昆虫在单位时间(如日)内能完成肯定发育阶段的状况。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(VantTloff)定律范特-荷夫认为，温度每提升10,化学反应速度随着增加两三倍。用公式表示为：Q10=2-3QlO=K(常数)表达温度与发育历期及发育速率关系总趋势2 .规律斯蒂(logistic)曲线模式规律斯蒂曲线是一近似于S形的曲线。Y=K/(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
5、程中须从外界摄取肯定的热量，其完成某一发育阶段所摄取的总热量为一常数。NT=KN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=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当是有效温度的总和。N(T-C)=KV=(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2 .有效积湿的计算方法3 个温度处理(Tl-C)Nl=K(T2-C)N2=K(Tl-C)Nl=(T2-C)N2C=(T1N1-T2N2)/(N1-N2)设有n个处理，其温度分别为
6、Tl,T2,T3Tn,其发育速率依次为VI,V2,V3Vn。可采纳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：4 .有效积温的应用(1)推想一种昆虫的地理分布界限X=K1/KXl,可能没分布(多年发生一代的昆虫除外)(2)推想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)猜测和掌握昆虫的发育期例如，已知粘虫卵的发育起点温度为13.1,有效积温为45.3日度，猜测产卵后的平均气温为20,则可计算幼虫孵化期。6-7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1
7、61.36日度,其培育温度(T)为：18.415 .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消失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。(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。L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
8、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别，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以下的肯定温度时，昆虫体温突然提升，提升至接近0而后又连续下降至与环境温度相同为止。开头突然提升的温点称为过冷却点，体温提升而后再下降的温点称为体液冰点。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，水分削减，由于体液浓度的提高而明显地降低体液结冰的温度；当温度连续下降，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
9、提高。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1 .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采用体内代谢水2 .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(-)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)暴露生活于植物上的昆虫或虫期例如,亚洲飞蝗LOCUStamigratoriamigratoriaL.在温度3050,相对湿度35%时不能完成发育45%时发育期为36-43d
10、100%时发育期为25-31d,但成活率较低70%时为相宜湿度，发育期为32-37d,成活率较高(二)湿度对昆虫的影响湿度对繁殖的影响是比较明显的。多数昆虫产卵时要求高湿度。在环境湿度偏低的状况下，可能导致：雌虫不能产卵；幼虫不能孵化；幼虫不能脱皮成虫不能羽化；羽化出来的成虫不能正常展翅对一些刺吸式口器昆虫来说，外界环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，取食的干物质量相对增加，反而有利于生长发育。(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
11、中或土面越冬的昆虫起爱护作用(e)降雨也经常成为直接杀死昆虫的一个因素。(f)降雨影响昆虫的活动。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经常以温、湿度系数或气候图来表示。(-)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：Q=M/TQe=(M-P)(T-C)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，有肯定的参考价值。然而，温、湿度系数的应用还是有肯定的局限性的。如15、45%相对湿度25、75%相对湿度(二)气候图(CIinIogr
12、aPh)气候图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。四、光在昆虫活动中的意义光是生态体系中能量的主要来源。(-)辐射热昆虫可从太阳的辐射热中吸取热能。(-)光的强度一些昆虫的活动受到光强的影响。日出型：如蝴蝶、蜻蜓夜出型：如蛾类昼夜型：如蚂蚁弱光型：如蚊子(三)光的波长昆虫的视觉光区与人的视觉光区不完全相同，不同种类昆虫的视觉光区也有差异。例如蜜蜂的视觉光区为650297nm。黑光灯（波长365-400nm）（四）光周期（ph
13、otoperiod）一昼夜中光照与黑暗交替的节律称为光周期，一般用光照时数表示。光周期的年变化：夏至、冬至、春分、秋分同一时间，日照时数因纬度、海拔高度而异生物钟：生物对光周期（日变化及年变化）相适应而形成的节律。光周期的年变化对很多昆虫的反应都特别明显。主要是光周期的年变化是逐日地有规律地增加或有规律的削减的。光周期对很多昆虫冬期滞育的关系特别亲密。临界光周期（criticalphotoperiod）：引起昆虫种群中50%的个体进入滞育的光周期。临界光照虫态：对光周期敏感的虫态。一般为滞育虫态的前一虫态。五.风对昆虫的影响间接影响：影响环境的湿度、温度直接影响：1 .影响昆虫体内水分的散失,
14、从而对昆虫体温发生影响。2 .影响昆虫的活动。3 .影响昆虫的地理分布。4 .影响昆虫的迁移、传播很多昆虫能借风力传播到比较远的地方。第三节生物因子一、生物因子的作用特点（一）非全体性（二）密度制约性（三）相互性（四）不等性二、食物（-）食物对昆虫的影响各种昆虫不但食性特地化的程度不同，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养分的积累关；幼虫积累的养分对成虫的生殖力发生影响；成虫羽化后补充养分（性器官、卵发育）；植物的不同发育阶段，对生长发育有影响。（一）昆虫对植物的选择性昆虫对植物的选择可分为下面4个基本阶段：（1）产卵的选择（2）取食的选择（3）养分的选
15、择（4）特别物质的选择（三）植物对害虫的抗性（1）不选择性(2)抗生性(3)耐害性三、天敌在自然界中，每种昆虫都有大量的捕食者和寄生物，昆虫的这些敌害称为天敌(naturalenemies)0(一)病原生物1 .病毒包涵体：由蛋白质、脂质和碳水化合物组成的膜，以包涵病毒粒子。(昆虫病毒特有)常见的昆虫病毒有下面的5个类群：(1)核多角体病毒(2)颗粒体病毒(3)质多角体病毒(4)多形体病毒(5)无包涵体病毒2 .细菌3 .真菌虫草属：冬虫夏草。担子菌纲：白僵病、绿僵病4 .线虫5 .原生动物6 .立克次体(二)天敌昆虫捕食性天敌：18目，200多科2.寄生性天敌第四节土壤因子据估量，大致有95%的昆虫种类与土壤环境发生或多或少的直接关系。一、土壤气候1.土壤温度土温的日变化土温的年变化土中生活的昆虫在极端温度下，往往随着土中适温层的变动而转变栖息及活动的深度。2.土壤湿度土壤空隙的空气湿度土壤含水量在土中生活的昆虫和在土中生活的虫期要求高湿度的。土壤含水量与昆虫也有亲密的关系。土壤含水量（肯定含水量）通常以湿土中所含的水质量与干土质量的百分比来表示。其计算公式如下：二、土壤的理化性状土壤三态（固态、气态和液态）土壤土质：沙土、壤土、黏土土壤中的酸碱度土壤含盐量
