昆蟲生態(tài)學(xué)概述教學(xué).ppt

第五章 昆蟲生態(tài)學(xué)概述,第一節(jié) 生態(tài)學(xué)概述 第二節(jié) 昆蟲與環(huán)境 第三節(jié) 昆蟲種群與種群系統(tǒng) 第四節(jié) 昆蟲生命表與種群動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 第五節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),第一節(jié) 生態(tài)學(xué)概述,一、生態(tài)學(xué)的定義 二、生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象與分支 三、學(xué)習(xí)昆蟲生態(tài)學(xué)的意義,第一節(jié) 生態(tài)學(xué)概述 一、生態(tài)學(xué)的定義 1、生態(tài)學(xué)是研究生物在其生活過程中與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)。 （1866年，德國動(dòng)物學(xué)家Haeckel首次為生態(tài)學(xué)下了一個(gè)定義） 2、生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)和功能的科學(xué)（美國生態(tài)學(xué)家Odum（1956）1977年又提出生態(tài)學(xué)是“綜合研究有機(jī)體、物理環(huán)境與人類社會(huì)的科學(xué)”。 3、生態(tài)學(xué)是研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用規(guī)律及其機(jī)理的科學(xué)（中國生態(tài)學(xué)家馬世駿1980） 不同的生態(tài)學(xué)定義體現(xiàn)了生態(tài)學(xué)的不同發(fā)展階段的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)了生態(tài)學(xué)不同的發(fā)展分支與方向。,二、 生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象與分支 生物與環(huán)境相互聯(lián)系、相互作用，構(gòu)成統(tǒng)一的整體，現(xiàn)代生態(tài)學(xué)稱之為生物系統(tǒng)(biosystem)。在生物系統(tǒng)中，生物內(nèi)在的遺傳特性與環(huán)境因子作用的對(duì)立統(tǒng)一，決定生物的盛衰。在生物學(xué)研究中，人們把研究的生物對(duì)象分成不同的層次。 從微觀到宏觀排列成生物系列，即：基因細(xì)胞器官有機(jī)體種群群落。 由各個(gè)生物層次和與之相互聯(lián)系、相互作用的生物、非生物環(huán)境共同構(gòu)成一系列的生物系統(tǒng)，即基因系統(tǒng)一細(xì)胞系統(tǒng)器官系統(tǒng)有機(jī)體系統(tǒng)種群系統(tǒng)一生態(tài)系統(tǒng)（圖291）。,目前，生態(tài)學(xué)主要研究有機(jī)體以上的層次，即種群（population）、群落(biomass)、種群系統(tǒng)(population system)和生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)。 在現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的研究中，也有以單個(gè)有機(jī)體、器官、細(xì)胞乃至基因作為研究對(duì)象的，但其目的仍然是要闡明生物群體與環(huán)境的相互作用機(jī)理與規(guī)律。,根據(jù)研究對(duì)象的組織層次，可將生態(tài)學(xué)分為 分子生態(tài)學(xué)（mo1ecular ecology） 個(gè)體生態(tài)學(xué)（autecology）或生理生態(tài)學(xué)（physio1ogical eco1ogy） 種群生態(tài)學(xué)（population eco1ogy） 群落生態(tài)學(xué)（community ecology） 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)（ecosystem ecology） 全球生態(tài)學(xué)（g1obal ecology）。,根據(jù)研究對(duì)象的生物學(xué)類群，可將生態(tài)學(xué)分為 動(dòng)物生態(tài)學(xué)（animal eco1ogy） 植物生態(tài)學(xué)（plant eco1ogy） 微生物生態(tài)學(xué)（microbial ecology）等。 各大類群下還可逐漸細(xì)分，如動(dòng)物生態(tài)學(xué)中可細(xì)分為 哺乳動(dòng)物生態(tài)學(xué)（mammalian eco1ogy） 鳥類生態(tài)學(xué)（bird ecology） 昆蟲生態(tài)學(xué)（insect eco1ogy）等。,根據(jù)研究對(duì)象的生境，可將生態(tài)學(xué)分為 陸地生態(tài)學(xué)（terrestrial ecology） 海洋生態(tài)學(xué)（marine ecology） 淡水生態(tài)學(xué)（fresh water ecology） 草原生態(tài)學(xué)（grass1and ecology） 沙漠生態(tài)學(xué)（desert eco1ogy） 島嶼生態(tài)學(xué)（island ecology） 太空生態(tài)學(xué)（space ecology）等。,根據(jù)研究對(duì)象生命現(xiàn)象的本質(zhì)，可將生態(tài)學(xué)分為 數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)（mathematical ecology） 化學(xué)生態(tài)學(xué)（chemical ecology） 物理生態(tài)學(xué)（physical ecology） 行為生態(tài)學(xué)（behavioral ecology） 能量生態(tài)學(xué)（energy ecology） 進(jìn)化生態(tài)學(xué)（evolutionary ecology）等。,根據(jù)研究對(duì)象的應(yīng)用方面，可將生態(tài)學(xué)分為 農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)（agricultural ecology） 森林生態(tài)學(xué)（forest ecology ） 資源生態(tài)學(xué)（resoures ecology） 環(huán)境生態(tài)學(xué)（environmental ecology） 污染生態(tài)學(xué)（po11ution ecology） 城市生態(tài)學(xué)（urban ecology） 工程生態(tài)學(xué)（engineering ecology）等。,三、 學(xué)習(xí)昆蟲生態(tài)學(xué)的意義 昆蟲生態(tài)學(xué)是昆蟲學(xué)的一個(gè)分支，是研究昆蟲與環(huán)境相互作用機(jī)理與規(guī)律的科學(xué)。與普通生態(tài)學(xué)相應(yīng)，也可根據(jù)研究對(duì)象的組織水平、分類類群、生境、涉及學(xué)科等分成若干分支。如 昆蟲分子生態(tài)學(xué) 昆蟲個(gè)體生態(tài)學(xué) 昆蟲數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué) 甲蟲生態(tài)學(xué)等。,昆蟲生態(tài)學(xué)的研究在生產(chǎn)實(shí)踐上具有重大的實(shí)踐意義。例如： 1、害蟲的發(fā)生期和發(fā)生量預(yù)測(cè)與生態(tài)學(xué)的研究密切相關(guān) 2、植物撿疫對(duì)象的決定與害蟲種群生態(tài)學(xué)研究是不可分割的 3、用于防治害蟲的墾荒、輪作和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施生物防治方法是生物4、群落、種間關(guān)系研究結(jié)果的實(shí)際應(yīng)用 5、化學(xué)防治方法如果不注意與天敵的保護(hù)相協(xié)調(diào)，亦可能出現(xiàn)不良的效果 6、益蟲(或害蟲)的飼養(yǎng)也只有在了解種群的生態(tài)要求的基礎(chǔ)上，給予適合的生態(tài)條件，才能達(dá)到最高的產(chǎn)量。都離不開生態(tài)學(xué)的研究基礎(chǔ)。,20世紀(jì)60年代以來隨著全球工業(yè)化步伐的加快和醫(yī)療條件的改善，出現(xiàn)了“人口爆炸、環(huán)境污染、資源枯竭、能源短缺”等世界性問題，涉及到人類的生死存亡，威脅到人類的未來，引起了全社會(huì)對(duì)生態(tài)學(xué)的關(guān)注。例如，1939年滴滴涕的合成與應(yīng)用曾一度使害蟲防治出現(xiàn)了“奇跡”，用少量的滴滴涕就能有效地殺滅大量的害蟲。此后，新的化學(xué)農(nóng)藥不斷涌現(xiàn)，農(nóng)藥總用量逐年上升。不久，新的“奇跡”出現(xiàn)了：害蟲產(chǎn)生了抗藥性，一些次要害蟲突然暴發(fā)成災(zāi)，同時(shí)蜜蜂、魚、鳥和許多野生動(dòng)物等因農(nóng)藥殘留而成為無辜的犧牲者，鳥語花香的世界逐漸變得沉悶單調(diào)，人類的健康受到威脅，人類的生活環(huán)境日趨惡化。1962年卡爾遜寂靜的春天一書的出版引起了人們對(duì)環(huán)境污染的普遍關(guān)注，人們不得不用生態(tài)學(xué)的眼光審視化學(xué)防治及其他防治方法?；瘜W(xué)農(nóng)藥引起的環(huán)境污染和食物安全等一系列問題的解決都必須建立在深入的昆蟲生態(tài)學(xué)研究之上。因此，在植物保護(hù)專業(yè)工作中，昆蟲生態(tài)學(xué)是應(yīng)該重視的基礎(chǔ)之一。,第二節(jié) 昆蟲與環(huán)境,一、環(huán)境與生態(tài)因子 二、氣候因子 三、生物因子 四、土壤因子 五、昆蟲的地理分布,第二節(jié) 昆蟲與環(huán)境 一、環(huán)境與生態(tài)因子 （一）環(huán) 境 環(huán)境(environment)是某一特定生物體或生物群體以外的空間中直接或間接影響著生物體或生物群體生長的一切事物的總和。 生態(tài)學(xué)中的環(huán)境總是針對(duì)某一特定的生物的，如昆蟲生態(tài)學(xué)中的環(huán)境是對(duì)某種或某類昆蟲而言。,環(huán)境有大小之別，大到宇宙，小到基本粒子。根據(jù)環(huán)境范圍的大小可以把環(huán)境分為 大環(huán)境(macroenvironment) 小環(huán)境(microenvironment) 內(nèi)環(huán)境(inn曰environment)等。 大環(huán)境又可分為 宇宙環(huán)境(pace envir。nment) 地球環(huán)境(810bal environment) 區(qū)域環(huán)境(re8Zonal environment)等， 大環(huán)境常常影響著生物的分布、化性、種群的周期性大變動(dòng)，而小環(huán)境和內(nèi)環(huán)境則影響生物的生存質(zhì)量和數(shù)量變化。對(duì)昆蟲而言，環(huán)境的類型對(duì)種群動(dòng)態(tài)的影響差別很大，在進(jìn)行生態(tài)學(xué)研究時(shí)要進(jìn)行全面分析。,（二）生態(tài)因子作用的特點(diǎn) 生態(tài)因子(ecological factors)是指環(huán)境中對(duì)其一特定生物體或生物群體的生長、發(fā)育、生殖、分布等有直接或間接影響的環(huán)境要素。影響昆蟲的主要生態(tài)因子有氣候、生物、土壤等幾大類。 生態(tài)因子作用的一般特征有以下幾點(diǎn)： 1、綜合性 2、不等性 3、不可替代性 4、補(bǔ)償性 如棉鈴蟲危害棉鈴 5、限制性 6、階段性 如光周期對(duì)滯育性昆蟲的作用,二、氣候因子 （一）溫度對(duì)昆蟲生長發(fā)育的影響 1、溫度的變化可以加速或抑制代謝過程。 2、昆蟲的體溫隨著環(huán)境溫度的變化而改變，同時(shí)體內(nèi)的各種代謝過程也改變了速度。 3、在一定的溫度范圍內(nèi)，外界溫度上升，昆蟲的體溫也相應(yīng)上升；外界溫度下降，昆蟲的體溫也相應(yīng)下降，保持著與外界溫度相接近的水平。 4、昆蟲并不是完全沒有調(diào)節(jié)體溫的能力。當(dāng)溫度偏高時(shí)，昆蟲的體溫比外界溫度稍低；當(dāng)溫度偏低時(shí)，昆蟲的體溫比外界溫度稍高。這是常見的現(xiàn)象。,1、溫區(qū)的概念 為了便于說明溫度對(duì)昆蟲生命活動(dòng)的作用，可以假定把溫度范圍劃分為下列5個(gè)溫區(qū)（圖303）。 1）致死高溫區(qū) 該溫區(qū)的溫度一般為4560。在該溫區(qū)內(nèi)，昆蟲經(jīng)短期興奮后即行死亡。這是由于高溫室接破壞酶的作用，甚至蛋白質(zhì)亦受到破壞。這個(gè)破壞過程是不可逆的，高溫引起有機(jī)體的損傷是不可能恢復(fù)的。 2）亞致死高溫區(qū) 該溫區(qū)的溫度一般為40一45。在該溫區(qū)內(nèi)，昆蟲各種代謝過程的速度不一致，從而引起功能失調(diào)，表現(xiàn)出熱昏迷狀態(tài)。如果繼續(xù)維持在這樣的溫度下，亦會(huì)引起死亡。在這種情況下的死亡決定于高溫的程度和高溫的持續(xù)時(shí)間。 3）適溫區(qū) 該溫區(qū)的溫度一般為840。在該溫區(qū)內(nèi)，昆蟲的生命活動(dòng)正常進(jìn)行，處于積極狀態(tài)，因此，該溫區(qū)又稱有效溫區(qū)或積極溫區(qū)。在適溫區(qū)范圍內(nèi)，不同種類昆蟲有本身的最適溫區(qū)。在最適溫區(qū)內(nèi)，體內(nèi)的能量消耗小，死亡率低，生殖力大。有些學(xué)者又把該溫區(qū)分為3個(gè)亞溫區(qū)。,（1）高適溫區(qū) 該溫區(qū)溫度一般為30一40，其最上限稱昆蟲的最高有效溫度。環(huán)境溫度越接近最高有效溫度，越不利于昆蟲的發(fā)育和繁殖。 （2）最適溫區(qū) 該溫區(qū)溫度一般為20一30，在此溫區(qū)內(nèi)，昆蟲的能量消耗最小，死亡率最低，生殖力最大，但壽命不一定最長。 （3）低適溫區(qū) 該溫區(qū)溫度一般為820，在此溫區(qū)內(nèi)，隨著溫度的下降，發(fā)育變慢，死亡率上升；其最低限叫最低有效溫度，高于此溫度昆蟲才開始生長發(fā)育，所以，最低有效溫度又叫發(fā)育起點(diǎn)溫度或生物學(xué)零點(diǎn)。 4）亞致死低溫區(qū) 該溫區(qū)的溫度一般為-10一8。在該溫區(qū)內(nèi)，體內(nèi)各種代謝過程不同程度減饅而處于冷昏迷狀態(tài)。如果繼續(xù)維持在這樣的溫度下，亦會(huì)引起死亡。在這種情況下的死亡決定于低溫的強(qiáng)度和低溫的持續(xù)時(shí)間。若經(jīng)短暫的冷昏迷又恢復(fù)正常溫度，通常都能恢復(fù)正常生活。,5）致死低溫區(qū) 該溫區(qū)的溫度一般為-40-l0。昆蟲體內(nèi)的液體析出水分結(jié)冰，不斷擴(kuò)大的冰晶可使原生質(zhì)遭受機(jī)械損傷、脫水和生理結(jié)構(gòu)受到破壞，細(xì)胞膜受到破損，從而引起組織或細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生不可復(fù)原的變化而引起死亡。 一些昆蟲在冬期低溫來臨之前，生理上起了明顯的變化，體液結(jié)冰點(diǎn)下降，形成忍耐體液結(jié)冰的生理機(jī)能，甚至能在部分體液的水分已經(jīng)析出結(jié)成冰晶，蟲體僵硬的狀態(tài)下渡過整個(gè)冬期，不但沒有引起死亡，而且由于體內(nèi)代謝水平下降，貯存物質(zhì)消耗相對(duì)減少，從而保持著充沛的生命力。 各種昆蟲種群的溫區(qū)范圍是不同的，而且各有不同的生理特點(diǎn)。同時(shí)，昆蟲在不同溫區(qū)內(nèi)的反應(yīng)，還很大程度決定于種群的生理狀態(tài)。,2、適溫區(qū)內(nèi)溫度與生長發(fā)育速度的關(guān)系 在適溫區(qū)內(nèi)隨著溫度的提高而生長發(fā)育速度加快，這是溫度與生長發(fā)育速度關(guān)系的總趨勢(shì)。在生態(tài)學(xué)上常常應(yīng)用發(fā)育歷期或發(fā)育速率作為生長發(fā)育速度的指標(biāo)。發(fā)育歷期就是完成一定的發(fā)育階段（一個(gè)世代、一個(gè)蟲期或一個(gè)齡期）所經(jīng)歷的時(shí)間，通常以“日”為單位；發(fā)育速率則是在單位時(shí)間（如“日”）內(nèi)能完成一定發(fā)育階段的情況。兩者的關(guān)系為： V1/N 溫度與發(fā)育歷期（N）或發(fā)育速率（V）關(guān)系的總趨勢(shì)可用下列模式曲線(圖304)表示。從圖中可以看到，溫度與發(fā)育歷期的關(guān)系為一曲線（N）；溫度與發(fā)育速度的關(guān)系為一直線（V）。,溫度與生長發(fā)育速度關(guān)系還有其他一些表示方法。 1）范特荷夫（vant-Hoff）定律 范特荷夫認(rèn)為，溫度每升高l0，化學(xué)反應(yīng)速度隨著增加兩三倍。用公式表示為： Ql023 范特荷夫應(yīng)用這個(gè)公式來解釋溫度與化學(xué)反應(yīng)速度的關(guān)系（實(shí)際上化學(xué)反應(yīng)速度與溫度的關(guān)系并不一定按照這個(gè)公式的關(guān)系進(jìn)行）。一些早期的生態(tài)學(xué)者常常引用這個(gè)定律來說明溫度與昆蟲生長發(fā)育速度的關(guān)系。用公式表示為： Q10K（常數(shù)）,這個(gè)公式所表達(dá)的內(nèi)容與上述的溫度與發(fā)育歷期及發(fā)育速率關(guān)系總趨勢(shì)的模式曲線是相似的。但許多種類昆蟲的溫度與生長發(fā)育速度的關(guān)系并不這樣簡單，在偏低或偏高的溫度范圍內(nèi)，發(fā)育速率增減緩慢，甚至在更高的溫度下發(fā)育速率反而下降。為了更恰當(dāng)?shù)胤从硨?shí)際情況，生態(tài)學(xué)上常常應(yīng)用其他模式以表示溫度與發(fā)育速率的相關(guān)關(guān)系，邏輯斯蒂曲線模式是其中之一。,2）邏輯斯蒂（logistic）曲線模式 邏輯斯蒂曲線是一近似干“S”形的曲線，是生物學(xué)中常見的相關(guān)曲線形式，用于配合溫度與發(fā)育速率的關(guān)系時(shí)，可以表達(dá)在偏低溫度范圍內(nèi)發(fā)育速率增長緩慢，溫度繼續(xù)提高，發(fā)育速率迅速增長，而在偏高溫度范圍內(nèi)發(fā)育速率又復(fù)減緩的實(shí)際情況。 邏輯斯蒂曲線的數(shù)學(xué)公式表達(dá)如下： Y=K/1+ea-bx 式中：Y為發(fā)育速率；x為溫度；K為Y值的上限；a,b為常數(shù)；e為自然對(duì)數(shù)的底值(e2718)。 如平腹小蜂Anastaus sp.發(fā)育速率與溫度關(guān)系的邏輯斯蒂公式為： Y=8.695/1+e6.449-0.244x 一般認(rèn)為，邏輯斯蒂曲線模式可以（相對(duì)地）反映昆蟲的發(fā)育速率與溫度關(guān)系的實(shí)際情況。因此，比較普遍地應(yīng)用于標(biāo)示溫度與發(fā)育速率的關(guān)系。,3、有效積溫法則 1）有效積溫的概念 積溫和有效積溫的概念是在植物學(xué)上提出來的。他認(rèn)為，生物在生長發(fā)育過程中須從外界攝取一定的熱量，其完成某一發(fā)育階段所攝取的總熱量為一常數(shù)。這個(gè)概念一般以下面的公式表示： NTK式中：N為完成生長發(fā)育期所需的時(shí)間(日數(shù)或小時(shí))，T為該期平均溫度；K為常數(shù)。 NTK 由于發(fā)育速率V=1N，因此，發(fā)育速率與溫度的關(guān)系可以用下面的公式表示： VT/K,然而，許多生物的發(fā)育起點(diǎn)溫度常常不是0，而是在0以上的某一溫度。外界溫度對(duì)生長發(fā)育的作用只能在發(fā)育起點(diǎn)溫度以上才顯示出來。因此，在發(fā)育起點(diǎn)以上的溫度才是有效溫度。生物在生長發(fā)育過程中所受的總熱量應(yīng)該是有效溫度的總和。上面的積溫公式也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的校正而成為： N（T-C）K 式中：C為發(fā)育起點(diǎn)溫度；（TC）為發(fā)育有效平均溫度。 同樣，發(fā)育速率與積溫的關(guān)系公式也應(yīng)校正為： V=T-C/K 生物在發(fā)育期內(nèi)要求攝取有效溫度（發(fā)育起點(diǎn)以上的溫度）的總和稱為有效積溫。,在計(jì)算有效積溫時(shí)，如果以每天平均有效溫度的累計(jì)，溫度以為單位，發(fā)育歷期以d（日）為單位，則有效積溫的單位為“日度”；如果以每小時(shí)平均有效溫度累計(jì)，溫度以為單位，發(fā)育歷期以小時(shí)為單位，則有效積溫的單位是“小時(shí)度”。 例如，三化螟卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度為16，有效積溫為81.1日度，其發(fā)育歷期與溫度的關(guān)系為： N（T-16）81.1 而在日平均溫度T下的發(fā)育速率為： VT-16/81.1,2）有效積溫的計(jì)算方法 有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度的推算我們可以通過2個(gè)或3個(gè)以上的不同溫度處理，及其相應(yīng)的發(fā)育歷期，計(jì)算有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度。 如果只有2個(gè)溫度處理，在計(jì)算上是比較簡單的。假如第1個(gè)處理溫度為Tl，第2個(gè)處理溫度為T2；第1個(gè)處理的發(fā)育歷期為Nl，第2個(gè)處理的發(fā)育歷期為N2。其有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度可按如下計(jì)算。 （T1一C）N1K （T2C）N2K （T1C）Nl(T2一C)N2 C= T1 N1T2 N2/ N1N2 發(fā)育起點(diǎn)溫度確定以后，代入原式，即可求出有效積溫值： K=（T1（T1 N1T2 N2）/ N1N2）N1 或 K=（T2（T1 N1T2 N2）/ N1N2）N2,例如，在兩個(gè)不同時(shí)期采回三化螟成蟲，讓其在室內(nèi)產(chǎn)卵，記錄室內(nèi)的日平均溫度，觀察卵的發(fā)育歷期。由于室溫日變化的差異，兩批卵所經(jīng)歷的日平均溫度不一致，發(fā)育歷期也不相同。第1批卵歷期13d孵化，這13d的日溫累計(jì)為288日度；第2批卵歷期10 d孵化，這l0 d的日溫累計(jì)為241日度。按照這兩個(gè)材料，先求出各自的日平均溫度，再用上述的公式，即可推算出三化螟的發(fā)育起點(diǎn)溫度為157，卵期的有效積溫為839日度。 采用這樣的方法，繼續(xù)積累資料，繼續(xù)校正，就有可能得出近似的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫。,如果有3個(gè)以上的溫度處理，計(jì)算上比較復(fù)雜，但結(jié)果比較可靠，其計(jì)算方法如下： 設(shè)有3個(gè)處理，其溫度分別為T1，T2，T3 ，Tn，其發(fā)育速率依次為V1，V2，V3Vn?？刹捎媒y(tǒng)計(jì)學(xué)上常用的“最小二乘方”法進(jìn)行計(jì)算C和K，其推導(dǎo)公式為： KnVTVT/ nV2（V）2 C=V2TVVT/ nV2（V）2 通過計(jì)算推導(dǎo)出來的發(fā)育起點(diǎn)溫度常常與實(shí)際情況稍有差異。 昆蟲的有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度不但依種而異，而且不同地理種群也會(huì)有所差別。,3）有效積溫的應(yīng)用 有效積溫（K）和發(fā)育起點(diǎn)溫度（C）決定以后，可以推測(cè)一種昆蟲在不同地區(qū)可能發(fā)生的世代數(shù)，估計(jì)昆蟲在地理上可能分布的界限，預(yù)測(cè)害蟲的發(fā)生期等。 （1）推測(cè)一種昆蟲的地理分布界限和在不同地區(qū)可能發(fā)生的世代數(shù) 確定一種昆蟲完成一個(gè)世代的有效積溫（K），根據(jù)氣象資料，計(jì)算出某地對(duì)這種昆蟲全年有效積溫的總和（K1），兩者相比，便可推測(cè)該地區(qū)1年內(nèi)可能發(fā)生助世代數(shù)（N）。 NK1/K,如果N1，意味著在該地全年有效積溫總和不能滿足該蟲完成一個(gè)世代的積溫，即該蟲1年內(nèi)不能完成一個(gè)世代。如果這種昆蟲是1年發(fā)生多個(gè)世代的昆蟲（不是多年發(fā)生一個(gè)世代的昆蟲），也將會(huì)成為地理分布的限制。 如果N2，該蟲在當(dāng)?shù)?年可能發(fā)生2代； 如果N5.5，該蟲在當(dāng)?shù)?年可能發(fā)生五六代。,（2）預(yù)測(cè)和控制昆蟲的發(fā)育期 如已知一種昆蟲的發(fā)育起點(diǎn)溫度（C）和有效積溫(K)，則可在預(yù)測(cè)氣溫(T)的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)下一發(fā)育期的出現(xiàn)。 例如，己知粘蟲卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度為13.1，有效積溫為45.3日度，預(yù)測(cè)產(chǎn)卵后的平均氣溫為20，則可計(jì)算幼蟲孵化期。 N=K/TC=45.3/2013.1=6.56 即氣溫為20時(shí)粘蟲卵將于67d后孵化。 同樣，可以調(diào)控昆蟲的飼養(yǎng)溫度，以便適時(shí)獲得需要的蟲期。例如，正在繁殖一批松毛蟲赤眼蜂，要求20d后散放成蜂，已知松毛蟲赤眼蜂的發(fā)育起點(diǎn)溫度為10.34，有效積溫為161.36日度，我們可以計(jì)算培養(yǎng)溫度（T）以達(dá)到要求： TK/N十C161.36/20十10.3418.408 即如果控制培養(yǎng)溫度為18.4，這批松毛蟲赤眼蜂可干20 d后羽化散放。,4）有效積溫在應(yīng)用上的局限性 有效積溫在應(yīng)用時(shí)發(fā)生偏差的情況是經(jīng)常遇到的。其局限性產(chǎn)生的原因主要有4個(gè)方面。 （a）有效積溫的推算，目前還是假定昆蟲在適溫區(qū)內(nèi)溫度與發(fā)育速率成正比關(guān)系的前提下按照有效積溫的基本公式進(jìn)行推導(dǎo)的。從關(guān)系式TC十KV看，這是典型的直線方程式。但在大多數(shù)昆蟲中，偏低或偏高的溫度范圍常常不是隨著溫度的提高而成正比地加快，只有在最適溫范圍內(nèi)這兩者的關(guān)系才接近于直線。因此，為了計(jì)算積溫而選擇的溫度處理應(yīng)在最適溫或接近最適溫區(qū)的范圍之內(nèi)。同樣，通過計(jì)算推導(dǎo)出來的發(fā)育起點(diǎn)溫度，對(duì)于計(jì)算有效積溫有重要的參考價(jià)值，但與實(shí)際的發(fā)育起點(diǎn)常會(huì)偏高或偏低，這是值得注意的。,（b）一些昆蟲在溫度與發(fā)育速度的關(guān)系曲線上（在最適溫區(qū)范圍內(nèi)）有出現(xiàn)發(fā)育恒定溫區(qū)的可能性。這也是帶來偏差的一個(gè)因素。 （c）一些有效積溫的材料是在室內(nèi)恒溫飼養(yǎng)下取得的，但昆蟲在自然界的發(fā)育處于變溫之中，在一定的變溫下昆蟲的發(fā)育往往比相應(yīng)的恒溫快。此外，氣象上的日平均溫度也不能完全反映實(shí)際溫差情況，且與昆蟲實(shí)際生活的小氣候環(huán)境不完全相同。 （d）生理上有滯育或高溫下有夏蟄的昆蟲，在滯育或夏蟄期間有效積溫是不適用的。,4、低溫對(duì)昆蟲的影響及昆蟲耐寒性 冬期的低溫引起大多數(shù)昆蟲的大量死亡。在發(fā)育零點(diǎn)以下，隨著溫度降低，昆蟲的生長發(fā)育停止，代謝水平下降而進(jìn)入麻痹狀態(tài)。當(dāng)溫度繼續(xù)下降，體液冰凍結(jié)晶，原生質(zhì)脫水、機(jī)械損傷和生理結(jié)構(gòu)（包括細(xì)胞膜）嚴(yán)重破壞而引起死亡。這是低溫引起昆蟲死亡的一般性描述。然而，一些昆蟲在進(jìn)化過程中形成了適應(yīng)于冬期低溫的耐寒性，低溫引起昆蟲死亡的原因要比上述的簡單過程復(fù)雜得多。,1）代謝消耗和生理失調(diào) 在低溫下昆蟲不能正常發(fā)育，體內(nèi)代謝水平雖然下降，但仍在繼續(xù)進(jìn)行。由于體內(nèi)各種代謝下降的速度并不一致而造成生理上失調(diào)，這是低溫下引起死亡的原因之一。亞熱帶地區(qū)的許多昆蟲，或非越冬的蟲態(tài)，往往由于這種原因而于冬期死亡。即使是越冬蟲態(tài)，冬期溫度偏高，體內(nèi)代謝水平也偏高，因而消耗體內(nèi)貯藏的養(yǎng)分也較多，死亡率也會(huì)增加。例如，廣東的三化螟越冬幼蟲，冬期溫度偏低并不引起大量死亡（廣東冬期的短暫低溫在一4以上）；相反，如果冬期溫度偏高，由于體內(nèi)養(yǎng)分的消耗增加，將會(huì)降低三化螟對(duì)翌年早春不良環(huán)境的抵抗力。 不少昆蟲的越冬蟲期，適應(yīng)于冬期的特點(diǎn)，在越冬期間，降低了體內(nèi)代謝水平，提高了低溫代謝的調(diào)節(jié)能力，且在冬期之前積累了充分的營養(yǎng)物質(zhì)，從而提高了冬期的耐寒性。,2）體液結(jié)冰 昆蟲體液結(jié)冰一般在0以下。體液結(jié)冰引起昆蟲的死亡，主要是由于原生質(zhì)失水，不斷擴(kuò)大的冰晶在原生質(zhì)內(nèi)形成分割的孔隙，引起原生質(zhì)和原生質(zhì)膜的質(zhì)壁分離，破壞組織和細(xì)胞膜的生理結(jié)構(gòu)等。 不同種類昆蟲和不同蟲期，體液結(jié)冰開始的溫度是不同的。 俄羅斯學(xué)者巴赫梅捷耶夫（1898）應(yīng)用熱電偶溫度計(jì)研究天蛾和大天蠶蛾等在低溫下的體溫變化時(shí)，得到了下面的情況：溫度降低時(shí)，昆蟲體溫隨著下降，當(dāng)下降至0以下的一定低溫時(shí)，昆蟲體溫突然上升，上升至接近0而后又繼續(xù)下降至與環(huán)境溫度相同為止。這種現(xiàn)象稱為過冷卻現(xiàn)象。他把開始突然上升的溫點(diǎn)稱為過冷卻點(diǎn)，體溫上升而后再下降的溫點(diǎn)稱為體液冰點(diǎn)（圖30 5）。,過冷卻點(diǎn)是體液開始結(jié)冰時(shí)的溫點(diǎn)。由于結(jié)冰放熱的物理過程使體溫突然上升。因此，過冷卻點(diǎn)的研究成為耐寒性研究的一個(gè)手段。 一些昆蟲不能忍受體液結(jié)冰，當(dāng)溫度下降至過冷卻點(diǎn)或通過過冷卻點(diǎn)后，體溫重又下降至過冷卻點(diǎn)溫度時(shí)引起死亡。對(duì)這類昆蟲來說，采用過冷卻點(diǎn)的測(cè)定可以了解耐寒性的程度。 不少種類昆蟲在冬期到來之前，脂肪和碳水化合物的積累明顯增加，水分減少，由于體液濃度的提高而明顯地降低體液結(jié)冰的溫度；當(dāng)溫度繼續(xù)下降，體內(nèi)結(jié)合水的比例增加，又進(jìn)一步降低體液結(jié)冰的溫度。通過這樣的生理過程使過冷卻點(diǎn)明顯下降，耐寒性也顯著提高。,三化螟越冬幼蟲（廣州種群）過冷卻點(diǎn)達(dá)-17一-15，因而在廣州的冬期不可能引起體液結(jié)冰（越冬幼蟲通過冷卻點(diǎn)后恢復(fù)常態(tài)仍能順利化蛹而不會(huì)死亡）。而在生長季節(jié)期間老熟幼蟲的過冷卻點(diǎn)則在 7一一4之間。 玉米螟5齡幼蟲（陜西種群）在生長季節(jié)中過冷卻點(diǎn)（平均）在-14.6土0.55至-18.9土0.89之間，而進(jìn)入越冬后過冷卻點(diǎn)下降為-22.0土0.96。在生長季節(jié)中的5齡幼蟲不能忍受體液結(jié)冰，而越冬幼蟲（10月底后至來年5月份）卻可忍受凍結(jié)。,3）體液結(jié)冰以下的溫度 一些寒帶地區(qū)的昆蟲以滯育狀態(tài)度過漫長的寒冬。這些昆蟲不但降低了過冷卻點(diǎn)的溫度，而且可以忍受體液結(jié)冰而不致死亡。例如，據(jù)國外的材料，歐洲玉米螟（北歐種群）可忍受-80的低溫，而且可以在體液結(jié)冰的狀態(tài)下度過半年以上的嚴(yán)寒。這類昆蟲形成了忍受冰晶的機(jī)械損傷和結(jié)冰的生理破壞的耐寒性機(jī)制，適應(yīng)于寒帶地區(qū)的越冬條件。因此，當(dāng)我們?cè)诠烙?jì)冬期低溫對(duì)昆蟲種群數(shù)量的影響時(shí)，一定要注意到昆蟲種類和不同種群的越冬生理狀態(tài)，才能做出正確的判斷。,（二）濕度、降水對(duì)昆蟲的作用 和溫度一樣，水也是發(fā)生積極生命活動(dòng)所必需的條件之一。 原生質(zhì)的化學(xué)活性與水是不可分割的； 鹽和碳水化合物只有在水溶液狀態(tài)下才能發(fā)生生理作用，酶的作用也只能在水溶液中才會(huì)顯示出來； 體內(nèi)的激素聯(lián)系、營養(yǎng)物質(zhì)的輸送、代謝產(chǎn)物的運(yùn)轉(zhuǎn)、廢物的排除等，都只有在溶液狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)。 昆蟲主要從周圍環(huán)境中攝取水分，而且具有保持體內(nèi)水分避免散失的能力，但環(huán)境濕度、水分、食物含水量的變化對(duì)有機(jī)體起著極其重要的影響。特別是昆蟲在孵化、脫皮、化蛹、羽化期間，新形成的表皮保水能力甚低，如果環(huán)境濕度偏低，容易造成大量失水，輕則產(chǎn)生畸形，重則引起死亡。,1、昆蟲對(duì)環(huán)境濕度量求 不同生活方式的昆蟲對(duì)環(huán)境濕度的要求不完全相同。例如： （a）水生性昆蟲可以通過體壁吸收水分，當(dāng)離開水面時(shí)容易失水死亡。如稻根葉甲幼蟲、稻搖蚊幼蟲等。 （b）土棲性昆蟲或生活于土中的蟲期，如金龜子幼蟲、叩頭蟲幼蟲、擬步甲幼蟲、一些土棲性的葉甲幼蟲、一些土中化蛹的夜蛾蛹、蝗蟲的卵等。如果放人相對(duì)濕度低于100的環(huán)境濕度，可以看到由于水分散失而體重下降，甚至由于失水而死亡。蝗卵、金龜子卵等在低于飽和濕度時(shí)會(huì)引起于縮，只有通過體壁吸水后才能正常孵化。,（c）鉆蛀于漿果內(nèi)、莖內(nèi)的昆蟲，在鉆蛀生活的蟲期，同樣適于100%的相對(duì)濕度。例如，三化螟的蛹期在相對(duì)濕度100時(shí)比96時(shí)短一些，而直接與水接觸時(shí)，蛹期將比飽和濕度下更短一些。 （d）裸露生活于植物上的昆蟲或蟲期，對(duì)環(huán)境濕度有一定的要求。例如，亞洲飛蝗在溫度3035，相對(duì)濕度為35時(shí)不能完成發(fā)育，相對(duì)濕度為45時(shí)發(fā)有期為3643d；相對(duì)濕度l00時(shí)發(fā)育期為253ld，但成活率較低，相對(duì)濕度70%時(shí)為適宜濕度，發(fā)育期為3237d，但成活率較高。,（二）濕度對(duì)昆蟲的影響 濕度能影響體內(nèi)水分平衡，自然會(huì)對(duì)昆蟲的體內(nèi)代謝起作用。因此，與代謝有關(guān)的繁殖、生長發(fā)育、成活率也會(huì)受到外界環(huán)境濕度的影響。對(duì)裸露生活于植物上的昆蟲或蟲期與外界環(huán)境濕度的變化直接發(fā)生聯(lián)系。 濕度對(duì)繁殖的影響是比較明顯的。多數(shù)昆蟲產(chǎn)卵時(shí)要求高濕度。例如，粘蟲成蟲在25的適溫下，在相對(duì)濕度90時(shí)產(chǎn)卵量比60時(shí)高出一倍以上，棉紅鈴蟲成蟲的交配產(chǎn)卵要求80以上的相對(duì)濕度；稻縱卷葉螟成蟲在95以上的相對(duì)濕度產(chǎn)卵最多，偏低的濕度不產(chǎn)卵，且產(chǎn)下的卵亦不孵化。,在環(huán)境濕度偏低的情況下，往往出現(xiàn)下面的一些現(xiàn)象：雌蟲已經(jīng)抱卵但產(chǎn)不出來；卵內(nèi)胚胎已經(jīng)發(fā)育完成而不能破卵孵化；幼蟲完成一個(gè)齡期后已經(jīng)形成新皮而舊皮脫不下來；成蟲已在蛹?xì)?nèi)形成而不能羽化；已經(jīng)羽化出來的成蟲不能正常展翅。在這樣的情況下，并不是由于偏低的濕度影響卵內(nèi)胚胎發(fā)育，也不是由于偏低的濕度影響胚胎、幼蟲、蛹的發(fā)育。偏低的濕度主要是由于失水較多，血液中的水還要補(bǔ)充組織代謝對(duì)水的要求，因而在體內(nèi)形成不了足夠的液壓，從而對(duì)產(chǎn)卵、孵化、脫皮、羽化和展翅發(fā)生影響。,刺吸式口器昆蟲以汁液為食，從食物中可以取得充足的水分，因而對(duì)一些刺吸式口器昆蟲來說，外界環(huán)境濕度的影響相對(duì)較少；當(dāng)濕度偏低時(shí)，植物組織內(nèi)含水量比較低，取食的干物質(zhì)量相對(duì)增加，反而有利于生長發(fā)育。這對(duì)一些蚜蟲、一些蝽類似乎是適合的；但對(duì)一些飛虱、介殼蟲卻在濕度偏高時(shí)，更有利于種群數(shù)量的增加， （三）降水對(duì)昆蟲的影響 降水與空氣濕度密切相關(guān)，因此常?？梢詮囊粋€(gè)地方的降水量了解濕度的一般情況，或以同一地方不同時(shí)期或季節(jié)降水量的特點(diǎn)來表示當(dāng)?shù)?年內(nèi)的濕度變化。這在一定范圍內(nèi)是有參考價(jià)值的。,降水對(duì)昆蟲有下列的生態(tài)關(guān)系： （a）降水顯著提高空氣濕度，從而對(duì)昆蟲發(fā)生影響。 （b）降水影響土壤含水量，對(duì)土中生活的昆蟲起著重要的作用，同時(shí)，土壤臺(tái)水量對(duì)植物發(fā)生影響，從而作用于昆蟲的食料，特別對(duì)取食植物汁液的昆蟲影響更加明顯。 （c）降水對(duì)一些昆蟲卻是重要的條件。附在植物上的水滴，常常對(duì)一些昆蟲卵的孵化和初孵幼蟲的活動(dòng)起著重要的作用。稻瘓蚊的初孵幼蟲借葉片上水滴的張力爬行侵入，或落入水中移動(dòng)侵入；降水（或灌溉）對(duì)小麥吸漿蟲的入土和出土發(fā)生影響；早春降水對(duì)解除越冬幼蟲的滯育狀態(tài)有密切的關(guān)系。,（d）冬季以雪的形式降水，在北方形成地面覆蓋，有利于保持土溫，對(duì)土中或土面越冬的昆蟲起著保護(hù)作用。 （e）降雨也常常成為直接殺死昆蟲的一個(gè)因素。蚜蟲、紅蜘蛛在暴雨后種群數(shù)量往往減少，暴風(fēng)雨后在田間往往發(fā)現(xiàn)已死或?qū)⑺赖亩觐惓上x，而且還可發(fā)現(xiàn)大量抱卵的雌娥。 （f）降雨影響昆蟲的活動(dòng)。大雨時(shí)誘蟲燈失去了誘蟲的作用，許多昆蟲停止了飛翔活動(dòng)；遠(yuǎn)距離遷移的昆蟲常因雨而被迫降落；連續(xù)降雨也常常會(huì)影響赤眼蜂、姬蜂、繭蜂的寄生率。,降雨對(duì)昆蟲的影響是相當(dāng)具體的。在一些資料中，往往應(yīng)用旬降雨量、月降水量甚至年降水量來統(tǒng)計(jì)害蟲發(fā)生數(shù)量的相關(guān)關(guān)系。這對(duì)一些害蟲不一定可靠。比如，10d內(nèi)降水50 mm（旬降水量），這可能是在短時(shí)間內(nèi)一場(chǎng)大雨降水50 mm，其他時(shí)間均為晴天；也有可能是連續(xù)陰雨。這兩種情況對(duì)昆蟲的作用是完全不同的。一些昆蟲幼蟲鉆蛀于植物組織內(nèi)，或在卷葉苞內(nèi)生活，成蟲自由活動(dòng)。這就出現(xiàn)降水對(duì)幼蟲及成蟲的不同影響問題。因此，按照具體情況進(jìn)行具體分析，才能進(jìn)一步了解這個(gè)生態(tài)因素對(duì)種群數(shù)量的作用。,3、溫、濕度的綜合作用 上面我們分別討論了溫、濕度及降水對(duì)昆蟲影響的問題。當(dāng)討論溫度對(duì)昆蟲的影響時(shí)，常以一定的濕度作為條件；同樣，在討論濕度對(duì)昆蟲的影響時(shí)，又以一定的溫度作為條件。這是因?yàn)闇?、濕度的作用并不是孤立的?首先，在不同的濕、濕度組合下，昆蟲的發(fā)育歷期不同。例如，三化螟卵期在濕度2630，濕度84一96范圍內(nèi)發(fā)育歷期最短（圖306）；濕度對(duì)多種蝗蟲蝻期的長短影響有一定的規(guī)律性，但在各種溫度下有明顯的差異。,同樣，在不同的溫、濕度組合下，昆蟲的死亡率也有差異。如果在試驗(yàn)中增加溫、濕度的梯度，在多個(gè)處理中，我們可以了解昆蟲的最適生存的溫、濕度范圍。糧食的含水量和溫度對(duì)倉庫害蟲的存活率起著重要的作用（圖30- 7）。 在上面的材料中我們可以看到，昆蟲的適溫范圍可因濕度條件而偏移；同樣，適宜的濕度范圍也可因溫度條件而偏移?；蛘哒f，在一定的溫、濕度范圍內(nèi)，相應(yīng)的溫、濕度組合，可以產(chǎn)生相近似的生物效應(yīng)。這是有趣的現(xiàn)象，而且是有生理基礎(chǔ)的。 溫度與濕度對(duì)生物的作用是相互關(guān)連的。溫、濕度的關(guān)系在生物氣候?qū)W上常常以溫、濕度系數(shù)或氣候圖來表示。生態(tài)學(xué)上也常常用以表示氣候環(huán)境的一般特點(diǎn)。,（1）溫、濕度系數(shù) 溫、濕度系數(shù)（Q）是降水量（M）與平均溫度總和（T）的比值（即降雨量和積溫比）。其基本公式為： Q=M/T 如果表示一種昆蟲所處地區(qū)的氣候條件，而且已知該種昆蟲的發(fā)育起點(diǎn)溫度（C），則可計(jì)算其在發(fā)育開始點(diǎn)以下期間的降水量量，以計(jì)算有效溫、濕度系數(shù)(Qe)。即： 在生態(tài)學(xué)上也有應(yīng)用相對(duì)濕度（RH）與溫度的比值來計(jì)算溫、濕度系數(shù)（Qw）的，其基本公式為： QwRH/T 例如，月平均溫度為25，平均相對(duì)濕度為75，這個(gè)月的溫、濕度系數(shù)（Qw）為3。 溫、濕度系數(shù)可以作為一個(gè)指標(biāo)，用以比較不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)，或用以表示不同年份或不同月份的氣候特點(diǎn)，有一定的參考價(jià)值。,然而，溫、濕度系數(shù)的應(yīng)用還是有一定的局限性的。例如，在我國的南方，可以找到上述Q1500/2506的地點(diǎn)和年份，而在我國的西北，也可以找到Q600/1006的地點(diǎn)和年份。Q和Q兩個(gè)溫、濕度系數(shù)值同樣為6，但兩個(gè)氣候環(huán)境是有很大懸殊的。又如，有人認(rèn)為，棉蚜在華北地區(qū)，當(dāng)氣溫不超過25和相對(duì)濕度不超過75時(shí)，5d的平均溫、濕度系數(shù)（Q）在2.53之間時(shí)將會(huì)大量發(fā)生，而Qw3或Q 25時(shí)，棉蚜的發(fā)生量相應(yīng)下降。如果把這個(gè)結(jié)論放在生產(chǎn)上進(jìn)行檢驗(yàn)，華北地區(qū)棉田受“伏蚜”危害時(shí)，大多氣溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過25，而且濕度甚低，因此Q 往往遠(yuǎn)少于2。因此，應(yīng)用溫、濕度系數(shù)分橋害蟲大量發(fā)生條件時(shí)，應(yīng)進(jìn)行具體的研究。,（2）氣候圖 氣候圖的繪制是在坐標(biāo)上以縱軸表示每月的平均溫度，橫軸表示每月的總降水量，以線條順次連結(jié)每月平均溫度和每月總降水量的交合點(diǎn)。氣候圖可以表示不同地區(qū)的氣候特征。如果兩個(gè)地區(qū)的氣候圖基本重合，可以認(rèn)為這兩個(gè)地區(qū)的氣候條件基本相似；如果同一地區(qū)的不同年份的氣候圖基本重合，可以認(rèn)為這些年份的氣候條件基本相似。,在分析各交叉點(diǎn)的氣候特征時(shí)，可把整個(gè)圖劃分為4個(gè)區(qū)域，左上方為干熱型，右上方為濕熱型；左下方為干冷型，右下方為濕冷型。這樣，就可以用氣候團(tuán)分析昆蟲在新區(qū)分布的可能性和不同年份昆蟲的發(fā)生數(shù)量。如地中海實(shí)蠅是一種嚴(yán)重危害柑橘的害蟲，其最適生的溫、濕度范圍是1632和相對(duì)濕度75一85，如圖308A中小長方形內(nèi)的范圍；圖中的小長形和中長方形之間的范圍為該實(shí)蠅適生范圍，中長方形與大長方形之間的范圍為該實(shí)蠅的耐受范圍。美國火奴魯魯?shù)臍夂驁D表明該地全年的溫、濕度都適合地中海實(shí)蠅生長發(fā)育；在法國巴黎，有寒冷的6個(gè)月對(duì)地中海實(shí)蠅生活不利；而在蘇丹的喀土穆，有9個(gè)月地中海實(shí)蠅無法生存。圖308B是以色列特拉維夫1927年和1932年的氣候圖，可以看出當(dāng)?shù)?927年的溫濕度組合特別適合于地中海實(shí)蠅發(fā)生，實(shí)際上當(dāng)年地中海實(shí)蠅確實(shí)給特拉維夫的柑橘業(yè)造成了嚴(yán)重的危害。,（四）光在昆蟲活動(dòng)中的意義 光是生態(tài)體系中能量的主要來源。植物吸收光能完成光合作用而制成養(yǎng)分，這是生態(tài)體系中能源的基礎(chǔ)。昆蟲不能像植物那樣直接吸收光能制造養(yǎng)分，只能從植物或其他動(dòng)物中攝取能量。雖然如此，從間接關(guān)系來說，光是不可缺少的條件。在昆蟲的進(jìn)化過程中形成了對(duì)輻射熱、光的強(qiáng)度、光的波長和光周期的密切關(guān)系，昆蟲的許多習(xí)性、行為都受到光的控制。,1、輔射熱 昆蟲可從太陽的輻射熱中吸取熱能。在寒帶地區(qū)，當(dāng)冰雪還未融化，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)一些體黑色隱翅蟲在冰雪上面活動(dòng)，這些昆蟲可利用太陽的輻射熱提高體溫。在高寒山區(qū)或寒帶地區(qū)的昆蟲往往顏色深暗，這樣有利于吸收太陽的輻射熱；在熱帶地區(qū)的昆蟲往往色澤鮮艷而有強(qiáng)烈的金屬反光，這也有利于反射太陽的輻射熱而避免體溫過高。一些昆蟲例如菜粉蝶在陰暗處化蛹的蛹色較深，在光線較強(qiáng)處化蛹的蛹色較淺；有些昆蟲的體色隨棲息場(chǎng)所的背景色澤而變化；這都可能與光的輻射熱發(fā)生聯(lián)系。,2、光的強(qiáng)度 一般來說，生活在黑暗地方的昆蟲，增加光度則躲入黑暗的縫隙中，許多蛀莖生活、地下生活和倉庫內(nèi)生活的昆蟲具有這種習(xí)性；相反，裸露生活的許多昆蟲，在光線較弱時(shí)趨向光源或光線較強(qiáng)的地方。但對(duì)許多昆蟲來說，在過強(qiáng)的光度下特別活躍，代謝加速而壽命縮短。 一些昆蟲的活動(dòng)受到光強(qiáng)的影響。例如，蚜蟲的遷飛與光強(qiáng)有關(guān)，蚜蟲在黑暗中不起飛，而中午光照強(qiáng)度超過10000lx時(shí)對(duì)遷飛也有抑制作用，故每天上午和下午出現(xiàn)兩次遷飛高峰。試驗(yàn)證明，在無風(fēng)的環(huán)境下光源對(duì)蚜蟲的遷飛有一定的導(dǎo)向作用。又如，蚊蟲大多在0.151.5lx的光強(qiáng)下活動(dòng)，強(qiáng)光及完全黑暗的條件下活動(dòng)較少。,3、光的波長 人眼可見光的波長范圍（人的視覺光區(qū)）為800一400 nm。依不同波長而分出不同的顏色：紅（800一700nm），橙（700一600 nm），黃（600550nm），綠（550500 nm），藍(lán)（500一460nm），紫（460400nm）。長于紅光（800 nm）的稱為紅外光；短于紫光（400 nm的稱紫外光。紅外光和紫外光屬于人眼的視覺光區(qū)之外（人眼的不可見光）。昆蟲的視覺光區(qū)與人的視覺光區(qū)不完全相同，不同種類昆蟲的視覺光區(qū)也有差異。例如，蜜蜂的視覺光區(qū)為650一297nm。人眼可見的紅光對(duì)蜜蜂來說是不可見光，而人眼不可見光的紫外光部分屬于蜜蜂的可見光。 昆蟲的趨光性對(duì)光的波長有一定的選擇性。例如，三化螟和二化螟對(duì)330一400 nm的趨性最強(qiáng)，因而利用黑光燈（波長365400 nm）誘集的數(shù)量比消耗同樣電能的其他波長光源多得多。,4、光周期 晝夜中的光、黑相互交替，形成了不變的序列關(guān)系。這是光周期的日變化。1年內(nèi)每天光周期的日變化是不同的。在北半球，夏至日最長而夜最短，冬至日最短而夜最長；秋分剛好是從夏至日長逐漸變化至冬至日短的中點(diǎn)，春分剛好是從冬至日短逐漸變化至夏至日長的中點(diǎn)，“春分秋分，晝夜平分”說的就是這個(gè)意思。在同一緯度內(nèi)光周期的年變化是相同的；不同緯度的光周期年變化的節(jié)律相同，都是夏至日最長而冬至日最短，春分、秋分日夜平分。但在赤道線上，夏至和冬至的光照時(shí)數(shù)沒有區(qū)別，而向高緯度地帶，夏至的光照時(shí)數(shù)依次增長，冬至的光照時(shí)數(shù)依次縮短。在北緯65。以上，可以出現(xiàn)“白夜”，即夏至前后晝夜都可以看到太陽，而冬至前后，晝夜卻是暗淡無光。北半球不同緯度日長時(shí)數(shù)的年變化周期見圖3010。,生物對(duì)光周期（日變化及年變化）相適應(yīng)而形成“生物鐘”，即在生理上形成了與光周期變化相適應(yīng)的節(jié)律，在昆蟲中也有相似的現(xiàn)象。 光周期的年變化對(duì)許多昆蟲的反應(yīng)都非常明顯。主要是光周期的年變化比溫度的年變化更有規(guī)律性。溫度的年變化是波動(dòng)地增加或波動(dòng)地下降的，而光周期的年變化是逐日地有規(guī)律地增加或有規(guī)律地減少的。例如，許多蚜蟲在短日照時(shí)才產(chǎn)生兩性個(gè)體。又如，光周期對(duì)許多昆蟲冬期滯育的關(guān)系非常密切。特別是高緯度地帶的許多昆蟲，光周期的變化成為滯育越冬前生理上的準(zhǔn)備和進(jìn)入滯育的先兆，并且是部分昆蟲解除滯育的生態(tài)條件之一。 一般認(rèn)為，低緯度地區(qū)的昆蟲對(duì)光周期反應(yīng)不明顯。,（五）風(fēng)對(duì)昆蟲的影響 風(fēng)與蒸發(fā)量的關(guān)系甚大，從而對(duì)濕度發(fā)生影響。蒸發(fā)量大也會(huì)引起溫度下降。因而風(fēng)對(duì)環(huán)境溫、濕度都會(huì)發(fā)生作用。對(duì)昆蟲來說，風(fēng)也有助于體內(nèi)水分和周圍熱量的散失而對(duì)昆蟲體溫發(fā)生影響。這是風(fēng)對(duì)昆蟲影響的一個(gè)方面。,風(fēng)對(duì)昆蟲遷移、傳播的作用是相當(dāng)明顯的。這是風(fēng)對(duì)昆蟲的影響的重要方面。許多昆蟲能借風(fēng)力傳播到比較遠(yuǎn)的地方。例如，一些蚊、蠅類可被風(fēng)帶到251680 km以外，蚜蟲可借風(fēng)力遷移l 220一1440 km的距離，一些無翅昆蟲，附于枯枝落葉碎片上隨上升氣流而到達(dá)高空傳播到遠(yuǎn)方等。據(jù)最近研究，日本昆蟲學(xué)家在太平洋海域（菲律賓至日本）的海面上捕獲隨季候風(fēng)北向遷移的稻褐飛虱。我國近年在1500 m空中也曾捕獲稻褐飛虱、白背飛虱等多種昆蟲。這些都說明了風(fēng)對(duì)昆蟲遷移和傳播的重要作用。 除上述情況外，在強(qiáng)風(fēng)的長期作用下，昆蟲也有適應(yīng)環(huán)境的特點(diǎn)。達(dá)爾文早就注意到這種情況：在太平洋一些小島上的昆蟲形態(tài)上發(fā)生了變化，一船表現(xiàn)在翅退化，或翅特別發(fā)達(dá)，這樣可以保證不被風(fēng)收到海里。 暴風(fēng)雨不但影響昆蟲的活動(dòng)，而且常常會(huì)引起昆蟲的死亡。特別是華南及沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)對(duì)昆蟲的影響是值得重視的。,（六）昆蟲生態(tài)學(xué)上的微氣候問題 研究昆蟲生態(tài)學(xué)必須注意到昆蟲本身的特點(diǎn)。在討論氣候條件時(shí)，應(yīng)從昆蟲的特點(diǎn)來考慮氣候條件對(duì)昆蟲的影響問題。昆蟲的實(shí)際生活環(huán)境是微氣候環(huán)境。大多數(shù)昆蟲是在植物上生活的，植物叢中的微氣候與一般氣象資料所記錄的數(shù)值常有差異，一般是溫度變化比較和緩、濕度增大和風(fēng)速減少；而且不同植物種類、不同密度、不同植棟高度都會(huì)有所差異。一些鉆蛀性生活的昆蟲，大氣的溫、濕度是通過植物組織內(nèi)的溫、濕度（含水量）變化而起作用的；實(shí)際上大氣的濕度變化對(duì)鉆蛀性生活的蟲期并不發(fā)生影響（除非能引起植物生理上的惡化甚至凋萎）。,在土中生活的昆蟲，實(shí)際生活環(huán)境是土壤，氣候條件的變化通過土壤條件的變化才會(huì)起作用，而且土壤生活的昆蟲還可以主動(dòng)尋找適于生活的場(chǎng)所。對(duì)水生昆蟲的作用主要是水溫、水的酸堿度、有機(jī)物質(zhì)等因素。內(nèi)寄生昆蟲的生活環(huán)境是寄主，因此對(duì)體內(nèi)寄生物的寄生時(shí)期，應(yīng)把寄主作為環(huán)境進(jìn)行研究。 許多昆蟲能主動(dòng)地尋找適宜的生活場(chǎng)所，特別是在極端溫度或濕度條件下，趨向于較適宜的微氣候地區(qū)。因此，由于地形、地勢(shì)、方位、土壤條件、植被等構(gòu)成的微氣候環(huán)境，對(duì)昆蟲度過惡劣的氣候影響有重要的作用。,在平地（早地）而沒有植被或植物稀少的情況下，從地表至2m高度范圍內(nèi)，溫、濕度和風(fēng)的垂直梯度變化相當(dāng)顯著，一般白天溫度隨著高度的增加而急劇下降，在510 cm的一層溫度下降最大，夜間則溫度隨高度的增加而稍有提高；相對(duì)濕度的變化在717時(shí)高度5cm處較150 cm處為低，而17時(shí)以后至清晨7時(shí)則5cm處較150 cm處的相對(duì)濕度為高。 在有植被的情況下，植被的覆蓋度及植物的不同高度，形成不同的小氣候環(huán)境，而且溫、濕度的變化還受到植株的生長情況而發(fā)生影響。例如，大麥在抽穗期間的田間小氣候溫、濕度變化如圖3011AD所示。,防護(hù)林與其附近的裸露地的土溫變化更有顯著的差異。防護(hù)林下土壤由于上面有厚而密的大喬木林冠的覆蓋，太陽輻射熱為其吸收或反射，僅有少部分能透過林冠投射到地面，且林內(nèi)地面殘存的枯枝落葉又阻礙了熱的傳導(dǎo)。林內(nèi)土溫的變動(dòng)不大。例如，廣東徐聞縣防護(hù)林內(nèi)深10 cm的土溫日差僅為1，年溫只變動(dòng)于9.4（1月份）至30.5（7月份）之間，但在裸露地的溫度日差可達(dá)27.3，年溫變動(dòng)于7.7（1月份）至60（7月份）之間。 植株的高度及密度對(duì)其附近的風(fēng)速發(fā)生顯著的影響。防風(fēng)林帶的防風(fēng)效應(yīng)，大致是樹高10 m，對(duì)風(fēng)速的影響范圍達(dá)400一500 m。塑料大棚和溫室中的小氣候和外界的氣候差別更大。 因此，在昆蟲生態(tài)學(xué)上必須重視微氣候問題，這樣才能對(duì)昆蟲的實(shí)際生活環(huán)境做出正確判斷。,三、生物因子 生物因素與昆蟲有著密切的聯(lián)系，對(duì)昆蟲的生長、發(fā)育、生存、繁殖和種群數(shù)量起著重要的作用。影響昆蟲種群數(shù)量動(dòng)態(tài)的生物因子很多，但主要有食物和天敵兩大方面。 （一）生物因子的作用特點(diǎn) 生物因子與昆蟲關(guān)系的特點(diǎn)與非生物因子及其他生態(tài)因子相比，大致有如下的特點(diǎn)： 1、非全體性 非生物因素如溫、濕度、降水等對(duì)昆蟲種群中各個(gè)個(gè)體的影響基本上是一致的；其中可能與某些個(gè)體所處的微氣候環(huán)境不同而有某些差異，但這些差異相對(duì)來說還是不明顯的。生物因素在大多數(shù)情況下，特別是捕食、寄生感病等常常只涉及種群中的一些個(gè)體，由于捕食、寄生或感病而消滅整個(gè)種群的情況并不常見。 2、密度制約性 非生物因素的影響與中心昆蟲種群密度無關(guān)。生物因素在種群密度較大的情況下，其捕食性或寄生性天敵更易找到寄主而有利于繁衍，病原微生物更易傳播流行。因而在一些生態(tài)學(xué)的著作中把生物因素稱為“與密度有關(guān)的因素”，而氣候條件則列入“與密度無關(guān)的因素”。,3、相互性 昆蟲對(duì)非生物因素在絕大多數(shù)情況下只有單方面的適應(yīng)，即昆蟲適應(yīng)于氣候條件；非生物環(huán)境由于昆蟲的影響而發(fā)生的變化是不同性質(zhì)的（例如，昆蟲在土中生活而與土壤形成和發(fā)展有密切的關(guān)系，但與昆蟲適應(yīng)于氣候環(huán)境是不同性質(zhì)的）。昆蟲與生物因素的關(guān)系，則表現(xiàn)出相互適應(yīng)的關(guān)系。例如，植物的花與昆蟲的傳粉是在歷史發(fā)育過程中共同演化（協(xié)同演化）形成的。花的色、香和蜜可以看成是植物對(duì)傳粉昆蟲的適應(yīng)；而傳粉昆蟲的口器、剛毛的特殊構(gòu)造、蜜蜂的攜粉足等，可以看成是昆蟲對(duì)花的適應(yīng)。捕食性天敵或寄生性天敵尋找寄主，而寄主也產(chǎn)生了逃避天敵的適應(yīng)性本能，甚至構(gòu)成卷葉、繭等蔽護(hù)物，而一些天敵卻利用這些蔽護(hù)物而找到寄主。 4、不等性 生物因素的相互關(guān)系通常只涉及與中心生物關(guān)系密切的物種（或種群），而對(duì)整個(gè)生物群落的其他種群發(fā)生的影響程度不一；非生物因子的作用遍及整個(gè)生物群落的各個(gè)物種影響相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)各種生物的不同影響是由于不同物種對(duì)生態(tài)條件的要求不同而表現(xiàn)出來的。,（二）食物 1、食物對(duì)昆蟲的影響 各種昆蟲不但食性專門化的程度不同，而且不同食物對(duì)生長發(fā)育速度、成活率、生殖率都會(huì)發(fā)生影響。 首先，幼蟲取食不同食料與營養(yǎng)的積累有關(guān)。例如，勞氏粘蟲幼蟲給食不同食料，不但發(fā)育歷期不同，體重也有明顯的區(qū)別。 幼蟲取食積累的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)一步作用于蛹和成蟲，從而對(duì)成蟲的生殖力發(fā)生影響。例如，