儲(chǔ)藏物昆蟲的生態(tài)學(xué)

1、第五章 儲(chǔ)藏物昆蟲的生態(tài)學(xué),儲(chǔ)藏物昆蟲的生態(tài)學(xué),5-1 昆蟲生態(tài)學(xué)的基本概念,一、昆蟲生態(tài)學(xué)的定義 昆蟲生態(tài)學(xué)是研究昆蟲與周圍環(huán)境相互關(guān)系的學(xué)科。 二、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng) （一）種群和群落 在一定的生活環(huán)境中，生存著不同種的生物。每一種生物都有相當(dāng)數(shù)量的個(gè)體，同一生態(tài)環(huán)境中能自由交配、繁殖的一群同種的個(gè)體稱為種群。 在一個(gè)生境內(nèi)相互聯(lián)系著的各個(gè)種群，形成一個(gè)較復(fù)雜的單位（包括動(dòng)物和植物），稱為生物群落。 （二）生態(tài)系統(tǒng) 生物種群和生物群落與生境中的其它無機(jī)環(huán)境之間，構(gòu)成一個(gè)相互作用，相互影響、相互制約、相互聯(lián)系的系統(tǒng)，稱為生態(tài)系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)可區(qū)分為封閉生態(tài)系統(tǒng)和開放生態(tài)系統(tǒng)。前者可以自成體系

2、，如宇宙航行機(jī)倉(cāng)，原始森林和糧倉(cāng)是近似的封閉生態(tài)系統(tǒng)。后者既可自成體系又受其它生態(tài)系統(tǒng)的干擾和影響，即其物質(zhì)循環(huán)、能流和信息流與周圍生態(tài)系統(tǒng)互有聯(lián)系,三、儲(chǔ)糧生態(tài)系統(tǒng) （一）儲(chǔ)糧生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間的聯(lián)系 1. 營(yíng)養(yǎng)聯(lián)系食物鏈（food chain） 生物體之間通過食物聯(lián)系在一起的關(guān)系叫做食物鏈，鏈中任何一個(gè)環(huán)節(jié)改變，必將引起食物鏈結(jié)構(gòu)改變，從而引起群落組成的改變。 2. 信息聯(lián)系（information connection） 儲(chǔ)糧生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在信息聯(lián)系，這是長(zhǎng)期歷史發(fā)展過程中形成的特殊聯(lián)系，研究這種聯(lián)系有利于解決糧倉(cāng)害蟲的防治問題。 存在于兩個(gè)有營(yíng)養(yǎng)聯(lián)系的種群之間的信息聯(lián)系，有時(shí)比營(yíng)

3、養(yǎng)聯(lián)系更深刻。寄生蜂與寄主之間、寄生蜂同種間的信息聯(lián)系。如一個(gè)寄生蜂寄生了一個(gè)蟲卵，另一寄生蜂就不再去,二）儲(chǔ)糧生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn) 1. 生物群落在空間和時(shí)間上的分化 不同種類和種群的昆蟲在糧堆中有不同的格局，這種格局因時(shí)間而有不同。許多種群在一年的時(shí)間內(nèi)分別作為糧堆的優(yōu)勢(shì)種而存在。每個(gè)種在年度活動(dòng)格局中有它自己固有的位置，稱生態(tài)位（niche）。 2. 糧堆生態(tài)系統(tǒng)的能流和物流 3. 糧堆中生態(tài)小生境存在差異 每個(gè)種在群落中都有不同于其它種的自己的時(shí)間和空間位置。如果環(huán)境資源不限，在一定小生境中，種群就成幾何級(jí)數(shù)增加，甚至在種群平衡中共存，如書虱與螨類；相反，則種群增長(zhǎng)隨競(jìng)爭(zhēng)而減慢，個(gè)體數(shù)就越接

4、近環(huán)境所能支持的最大值，甚至發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)取代,5-2 儲(chǔ)藏物昆蟲與環(huán)境的關(guān)系,一、儲(chǔ)藏物昆蟲的地理分布和為害地帶 （一）昆蟲區(qū)系（insect fauna） 1. 世界昆蟲區(qū)系 全世界動(dòng)物（包括昆蟲）按其地理分布狀況可分六大區(qū)：古北界、新北界、東洋界、非洲界、新熱帶界和澳大利亞界,一、儲(chǔ)藏物昆蟲的地理分布和為害地帶 2. 中國(guó)昆蟲區(qū)系 據(jù)中國(guó)自然地理編委會(huì)的意見，古北區(qū)在中國(guó)可再分為東北、華北、蒙新、青藏四區(qū)；東洋區(qū)再分為西南、華中、華南三區(qū)。 （二） 害蟲的為害地帶 昆蟲的分布與危害可分為： 分布區(qū)：可以發(fā)現(xiàn)某一害蟲的區(qū)域。分布區(qū)內(nèi)包括為害區(qū)、嚴(yán)重為害區(qū)。 為害區(qū)：指種群分布密度大，成為能造成儲(chǔ)

5、藏物大量遭受損失的為害區(qū)。其中包括嚴(yán)重為害區(qū)。 疫區(qū)：危險(xiǎn)性害蟲已定居的地區(qū)。 保護(hù)區(qū)：未發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)性害蟲的地區(qū),二、溫度與儲(chǔ)藏物昆蟲的關(guān)系 昆蟲是變溫動(dòng)物，缺乏調(diào)節(jié)體溫的機(jī)能，溫度是昆蟲生境內(nèi)最重要的氣候環(huán)境因素，對(duì)昆蟲發(fā)育的影響最為重要。 溫度對(duì)變溫動(dòng)物發(fā)生直接作用，即變溫動(dòng)物的體溫隨著外界溫度的高低而產(chǎn)生不同的反應(yīng)，表現(xiàn)在動(dòng)物的新陳代謝強(qiáng)度、生長(zhǎng)速率等方面，從而影響其發(fā)生數(shù)量、體形、大小、行為變異、全年活動(dòng)期長(zhǎng)短以及地理上的分布區(qū)域。 （一）儲(chǔ)藏物昆蟲溫區(qū)的劃分 由于昆蟲的體溫隨著環(huán)境溫度的變化而變化，新陳代謝的速率和行為，必然要受環(huán)境溫度的影響。只有當(dāng)環(huán)境溫度上升到一定高度的時(shí)候，儲(chǔ)藏物

6、昆蟲才能開始生長(zhǎng)發(fā)育。 為了便于說明溫度對(duì)儲(chǔ)藏物昆蟲生命活動(dòng)的作用，可將影響昆蟲生命活動(dòng)的溫度范圍劃分為下列5個(gè)溫區(qū),1. 致死高溫區(qū)（zone of high lethal temperature） 2. 亞致死高溫區(qū)（zone of high sublethal temperature） 3. 適宜溫區(qū)（zone of high favorable temperature） 發(fā)育始點(diǎn)溫度（developmental zero） 4. 亞致死低溫區(qū)（zone of low sublethal temperature） 5. 致死低溫區(qū)（zone of low lethal temperatu

7、re,二）溫度對(duì)昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的影響 溫度對(duì)昆蟲的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的影響是顯著的。在有效溫溫區(qū)內(nèi)，完成其正常的發(fā)育和繁殖，溫度愈高，生長(zhǎng)發(fā)育的速率就愈快。昆蟲的種類不同，須從外界攝取的熱量不一樣，受影響的程度有差異。不同種類的儲(chǔ)藏物昆蟲完成一個(gè)世代，從外界攝取的熱量不同，即使在同一溫度條件下，對(duì)溫度的反應(yīng)也不完全相同。 溫度不僅明顯影響昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育速率，與昆蟲的產(chǎn)卵量和成蟲的壽命關(guān)系也非常密切。 同一種昆蟲在不同地區(qū)或不同環(huán)境，因溫度不同，發(fā)生代數(shù)也不相同,四）積溫和有效積溫法則及其應(yīng)用 1. 積溫和有效積溫法則 儲(chǔ)藏物昆蟲在生長(zhǎng)發(fā)育過程種，完成某一發(fā)育階段須從外界攝取熱量的總和，稱為積

8、溫。一般以下面的公式表示： NTK 式中：C為發(fā)育始點(diǎn)溫度；（TC）為發(fā)育有效平均溫度。這個(gè)公式就是有效溫度法則（law of effective temperature）。 昆蟲在發(fā)育期內(nèi)，要求攝取有效溫度稱為有效積溫。 計(jì)算有效積溫時(shí)，若以每天平均有效溫度的累計(jì)，溫度以為單位，發(fā)育歷期以天為單位，則有效積溫的單位為“日度”，以每小時(shí)平均有效積溫累計(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,2. 發(fā)育始點(diǎn)溫度與積溫的推算 通常采取多種溫差對(duì)某儲(chǔ)藏物昆蟲分別進(jìn)行飼養(yǎng)觀察。某種儲(chǔ)藏物昆蟲在各個(gè)高、低不同溫度的條件下，完成階段發(fā)育的時(shí)間不同，或可以通過2個(gè)或3個(gè)以上的不同溫

9、度處理及其相應(yīng)的發(fā)育歷期，計(jì)算出發(fā)育始點(diǎn)溫度和有效積溫。 3. 昆蟲世代與發(fā)生時(shí)期的推算,計(jì)算例題,T1C）N1K （T2C）N2K 例如：玉米象在21時(shí)，完成一個(gè)世代需63d；在27.9時(shí)，完成一個(gè)世代需30d。代入公式： 63（21C）K 30（27.9C）K 因?yàn)樯锼軣峥偭?，?duì)生長(zhǎng)發(fā)育的影響為一常數(shù)，所以上述兩式應(yīng)相等。 即：63（21C）30（27.9C） 則：C=14.7（度,所以玉米象的發(fā)育始點(diǎn)溫度為14.7。代入原式，即可求出玉米象完成一個(gè)世代所需要的積溫。即： 63（2114.7）396.9（日度） 30（27.914.7）396（日度） 計(jì)算結(jié)果，玉米象的發(fā)育始點(diǎn)溫度為1

10、4.7，完成一個(gè)世代的有效積溫為396.9（日度,五）昆蟲的耐熱性與耐寒性 昆蟲對(duì)不適溫度又具有一定抵抗能力，不同種昆蟲對(duì)高低溫的抵抗能力是不同的。在55下米象成蟲可忍受20min，谷象只忍受10min；豆粒內(nèi)的豌豆象成蟲60的高溫下能忍受60min。 這種忍受高溫的能力稱為昆蟲的耐熱性。 在5下米象能忍受21d就死亡，而玉米象和谷象分別能忍受100d和152d。這種忍受低溫的能力稱為昆蟲的耐寒性,1. 昆蟲耐熱的原因 昆蟲在高溫下致死的原因至今所知尚少，也許是由昆蟲體內(nèi)蛋白質(zhì)凝固所致。蛋白質(zhì)本身的凝固溫度與其水分含量有關(guān)。 2昆蟲耐寒的原因 （1）復(fù)蘇理論 巴哈梅契耶夫曾用熱電溫度計(jì)測(cè)得昆蟲

11、在冰凍下的變動(dòng)現(xiàn)象，創(chuàng)立了“復(fù)蘇現(xiàn)象”理論。 （2）結(jié)合水和游離水比例的差異,巴哈梅契耶夫（）曲線,時(shí)間,T3,三、濕度與儲(chǔ)藏物昆蟲的關(guān)系 （一）直接關(guān)系 濕度的高低可以支配蟲體內(nèi)水分的蒸發(fā)，直接影響儲(chǔ)藏物昆蟲的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。相對(duì)濕度過低，會(huì)減緩儲(chǔ)藏物昆蟲發(fā)育速率，甚至?xí)瓜x體內(nèi)水分失去平衡，造成死亡率增加。若相對(duì)濕度過高，通常能延長(zhǎng)儲(chǔ)藏物昆蟲發(fā)育天數(shù)，并容易發(fā)病而引起死亡。 （二）間接關(guān)系 儲(chǔ)藏物昆蟲體內(nèi)水分的主要來源是食物。一般來說，儲(chǔ)藏物都是比較干燥的。儲(chǔ)糧和其他儲(chǔ)藏物又直接受大氣的影響。大氣中的相對(duì)濕度大，儲(chǔ)存物受潮就大，其水分相應(yīng)地增高；反之，儲(chǔ)存物吸潮量小。因此，儲(chǔ)藏物昆蟲在其生長(zhǎng)發(fā)育過程中還間接受大氣濕度影響。 儲(chǔ)藏物水分的高低，對(duì)儲(chǔ)藏物昆蟲生活的影響是顯著的。降低儲(chǔ)藏物水分，對(duì)防止儲(chǔ)藏物害蟲危害具有重要意義。 （三）昆蟲代謝水的利用,四、食物與儲(chǔ)藏物昆蟲的關(guān)系 （一）儲(chǔ)藏物昆蟲的食物來源與食性 （二）儲(chǔ)藏物害蟲的為害方式 不同種類的儲(chǔ)藏物害蟲為害方式不一樣，因而被害物的狀況和受害程度也不相同。害蟲的危害方式大致可以分為四個(gè)類型。