[森林昆虫学课件]-6-04非生物因素.ppt

第二节 非生物因素,气候因子影响昆虫的生长与发育利用气候因子与昆虫群落、种群间的关系，调控害虫的种群数量是进行害虫治理的重要手段一、温度, 昆虫是变温动物，本身调节体温的能力不强，生命活动所需要的热量除利用新陈代谢产生的化学能外，主要是吸收太阳辐射热  外界气温的变化直接与虫体的代谢水平和发育速率相关 由于气候带间温度的差异、各昆虫种类生存的适温范围又不同，温度也是决定昆虫地理分布范围的一个重要条件一）温度与昆虫发育的关系,昆虫度过夏季的高温与冬季的低温是以停止生长发育的形式（停育或滞育）越夏和越冬的 个体及种群所处的发育阶段、生理状态、栖息环境中的其它因素不同，其对温度变化的适应能力也不同 正常季节出现持续时间较长的气温突然升高或降低对昆虫有很强的致死作用1.适温范围,将适合某昆虫生存的温度范围称为温区，据昆虫在温区内发育及反应特点，将温区由低到高划分如下： I 致死低温区、II 亚致死停育低温区、III 适温区、IV 亚致死停育高温区、 V 致死高温区 昆虫发育较理想的是适温区，该温区可细分为低适温、最适温、高适温三个亚区2.温度变化对昆虫的影响, 温度影响昆虫的发育速率，也对成虫的生殖和寿命有直接的影响。

表5—1 落叶松叶蜂雌虫产卵率与温度的关系 温度 ℃ 12.5 14.1 15.1 20.0 24.6 产卵粒数 13.29 17.67 29.09 44.44 65.00 产卵率% 18.16 24.15 39.75 60.73 88.82,注：雌虫抱卵73.18粒, 低温引起昆虫死亡的原因主要的是:代谢消耗与生理失调、体液结冰当温度下降或升高时虫体内各类代谢系统的下降速度并不一致，因而加重了对某一物质的代谢消耗致使代谢失调而死亡低温导致体液结冰可使细胞内的原生质失水，质、膜分离，破坏了细胞与组织的结构，进而引起昆虫死亡  昆虫的抗寒性在于：在冬季到来前体内积累了充分的营养物质，越冬期间降低了代谢水平、提高了代谢调节能力一些昆虫越冬前体内脂肪类物质积累、游离水分减少、结合水增多，降低了体液结冰的温度、使过冷却点明显下降，耐寒性也随之提高 过冷却点:当虫体温度随环境温度下降止0℃以下某一温度T1时，虫体的体温又突然上升并接近于0℃，而后再继续下降止与 环境温度相同的T2时 结冰，则T1为过冷却 点、T2为体液的冰点寒带地区的一些昆虫产生了忍受体液结冰、细胞内冰晶机械损伤的生理破坏的耐寒机能，适应了这些地区冬季的恶劣环境。

 在适温区随温度的升高昆虫的生长发育速率加快  若以V表示某种昆虫在某一发育阶段的发育速率， N表示完成该发育阶段所需要的天数， 则1天所完成的发育进度为1/N、V=1/N， V和温度呈直线相关  在适温区：温度偏高时发育速率的增值减慢、高温时下降，其总趋势为一近“S”型的曲线，即符合罗辑斯蒂Logistic模式：V=K/（1+ea-bx）——V发育速率，x温度，K发育速率的上限值，a、b常数，e=2.718二）适温区温度与昆虫生长发育的关系,昆虫的发育在适温区常存在范围狭窄的最适温亚区：在该温区内常出现发育速率恒定的现象，所以常致使罗辑斯蒂曲线模型的符合程度降低落叶松叶蜂幼虫期的发育速率与温度关系的罗辑斯蒂模型：V=0.0567/（1+e2.1141-0.2043 T）， 温度和产卵的关系为：V=1/（1+e5.0235-0.2846 T）三）积温与有效积温,1.积温,生物在生长发育过程中须从外界摄取一定的热量，完成某一发育阶段所摄入的热量总数为一个常数，这个常数就是该发育阶段的积温，K=T·N（K—积温、单位是日度，T—平均温度，N—发育天数）温度℃ 幼虫-蛹天数 蛹-成虫天数 18 7 6 K（日度） 126 108,① 定义 在发育温区内昆虫只在低适温亚区的最低限即发育起点温度以上发育，因此从日平均温度 T 内减去发育起点C以下的温度所得到的积温为有效积温，计算式为：K=（T-C）N K、C及其标准差的计算： K=（n∑ViTi-∑Vi∑Ti）/[n∑Vi2-(∑Vi)2] ， C=(∑Vi2∑Ti-∑Vi∑Vi∑Ti)/ [n∑Vi2-(∑Vi)2] SC =[∑（Ti-TI′）2/ n]1/2………TI′是Ti的理论值,2.有效积温,② 有效积温的用途  确定某一昆虫在某地的发生代数  估计某一昆虫在地理上的分布界限  预测某害虫的发生期  在饲养益虫和害虫时选择适宜的温度、控制其发育速率。

③ 使用有效积温时注意事项（缺点）  有效积温在昆虫的发育适温区内才有实际意义  在昆虫的停育期不适合使用有效积温进行发育状况分析  大多数有效积温是通过室内恒温饲养和测算得到的，其结果与精确性和可靠性还存在误差二、湿度和水,不同生境中的昆虫对水分的要求程度不一样 昆虫对水分多少的适应性导致昆虫在陆地上呈地带性分布 环境中湿度的大小常取决于温度，温、湿度对昆虫的作用是综合性的一） 昆虫获取水分的和水分散失,昆虫获取水分：取食食物、饮水、体壁渗透吸水，利用代谢水水分散失：消化道、排泄系统的排水，呼吸系统、体壁扩散失水二）部分昆虫对水分的特殊要求,① 水生昆虫主要依靠体壁吸水，在脱离水环境后极易死亡② 钻蛀性昆虫、土栖昆虫、或必须在土中发育的虫态、或有钻蛀性生活期虫态，要求具有100%的相对湿度③ 裸露生活在植物上的昆虫，对湿度有一个要求范围④ 湿度的变化与温度一样除影响昆虫的发育速率外，同样也对成虫的生殖和寿命有影响（下表）表5-3 温度与湿度的变化对落叶松叶蜂雌成虫 产卵及寿命的影响 温度℃ 湿度（R.H） 产卵数 寿命（d） 12.5 92.8 5.67 3.67 84.4 19.00 15.0 93.3 21.25 3.25 81.5 31.36 4.84 20.0 93.7 36.33 3.33 80.7 35.67 4.33 64.0 61.33 5.33 25.0 94.5 75.33 2.67 78.0 70.00 4.00 72.0 54.75 3.50,降水直接影响大气的湿度和土壤的含水量，间接的对昆虫的生长和发育产生作用。

降雨对昆虫的直接作用取决于其强度、频率和延续的时间 暴雨能将树木上的害虫冲刷掉 适时的降雨常促使虫卵的整齐发育而导致种群的增长，冬季降雨可引起许多越冬昆虫死亡、但降雪则可提高其生存率三）降水对昆虫的影响,见教材85页表5-3下,（四）环境温度、湿度对昆虫的影响,(五 ) 温湿度的综合作用,不同的温度与湿度组合在一起，对昆虫的发育历期、死亡与存活率、生殖率的变化影响不同； 适温范围会因湿度的变化而偏移，适宜的湿度也会因温度的变化而偏移； 在一定的温湿度范围内、相应的温湿度组合可以产生近似的生物效应温湿度系数、气候图可表示温湿度综合作用的大小,1.温湿度系数,可以比较和分析不同地区的气候特点、或同一地区不同年份及不同月份的气候特点，以分析害虫种群数量的发展变化趋势 下述3种温湿度系数，可根据具体情况使用 Q=M/ΣT Q温湿度系数，M降水量，ΣT该降雨期的平均温度总和 Qe=(M-P)/ Σ(T-C) Qe有效温湿度系数， P发育起点C以下期间的降雨量 Qw=R.H./T Qw生态温湿度系数，R.H.相对湿度2.气候图,以每月的平均温度及总降水量为变量，绘制的平面坐标图，可以表示不同地区的气候特征。

若两地区、或同一地区不同年份的气候图基本重合，可以认为其气候条件相似气候图的用途 气候图可在分析昆虫昆虫的分布区，比较地区、年度、季节间某害虫发生量的差异时作为参考 部分有害生物的分布及为害，除与其它因素有关外和地域性的温湿度综合作用关系很大 如为害花椒的7种陆栖螺 ，在其它地区仅见零星分布且不成灾，但在甘肃的陇南由于土壤含钙量高、夏秋季多雨冷凉、恰好适宜其繁衍，因而危害严重三、光照与昆虫生长和发育的关系,光照一方面直接或间接供给昆虫生长所需要的能量，也对昆虫的发育具有直接和间接的刺激、诱导和调控作用一）光的特性与昆虫的行为,1．光的特性 热辐射 波 长 粒 子,,,,2．昆虫的习性与光特性的关系  与热辐射性的关系 气候较冷凉地区的昆虫体色灰暗、或常活动于光照充足之处，以吸收太阳的辐射热、提高体温 生活于温度较高环境的昆虫体色常较淡、或有强烈的反光力、或活动于阴凉处，以免体温过高  与光照强度（粒子）的关系 对光强的变化常有行为上的选择性，土栖性、钻蛀性、喜隐蔽生活的昆虫畏光，裸露生活的则喜光 部分昆虫的活动受光照强度的影响较为明显，如蚊虫喜在0.151.5米烛光下活动、蚜虫在光强低时不迁飞。

 与波长的关系 不同种类对波长有选择性在红——紫外光的波长范围内，偏向于紫外光区  与光强和光色的关系 活动习性上出现的分化，即日出性、夜出性、及中间性昼夜光强和光色的变化使昆虫在（早晨傍晚）二）与光照时间的关系——光周期, 光周期： 一天的日照时数在一年内所形成的变化序列，年变化规律性强 一年内，昆虫与光周期的关系是：滞育和发育期相互交替 昆虫对光周期变化的主要反应特点： 不同种类的昆虫滞育时对光周期的要求明显不同； 同一种昆虫分布于温度的不同纬度地区，所要求的临界光周期也不同； 低纬度的昆虫对光周期的反应常不明显  滞育意义：协助昆虫度过不良环境、以利于种群繁衍不息  昆虫的滞育与光周期的三种类型： 短日照滞育型（长日照发育型），日照时数短于1617小时以下时种群进入滞育，反之则继续发育如马铃薯甲虫长日照滞育型（短日照发育型），日照时数短于1315小时以下种群时正常发育，反之则进入滞育 中间型，即在日照为1620小时种群发育，低于或高于该日照范围则进入滞育状态如黄尾毒蛾四、风与昆虫生栖的关系,风对昆虫迁飞、地理分布、进化途径有直接的影响 1．直接影响 ① 部分害虫常借助风力而扩大分布地域，如粘虫、飞虱常借助春秋季的季节风北迁南移。

② 长期生活于强风地区的昆虫在进化上被迫产生了适应该生境的特征、如翅退化或变小 2．间接影响 ① 可以增强寄主及土壤的蒸发量、改变大气的温湿度，进而对昆虫产生相应的影响② 狂风暴雨常能导致某些昆虫的大量死亡最后注意问题：——昆虫与气候的综合关系 所有昆虫的生活场所都是微气候环境，如寄主体内、水体内、土壤里、植物表面，气候环境的变化与大气候的变化不同步 由于昆虫在大气环境发生变化时常主动寻找或逃遁到条件较为适宜的场所， 微气候受地形、地势、方位、土壤、植被类型和密度、植被的覆盖度等因素影响 所以只有考虑到微气候因素才能对相关的问题作出较确切的判断五、土壤和昆虫的关系,地面上的昆虫与土壤有各种直接或间接的关系，地栖生物也在不断改变着土壤的性质与环境；植被类型常与土壤的类型相关，也影响到昆虫的区系组成一）土壤气候与昆虫, 土壤温度受太阳辐射的影响有日变化和年变化规律日变化只涉及到土壤表层年变化在低纬度区涉及土层深度510米、中纬度1520米、高纬度区达25米  土壤温度日、年变化的作用：使土栖昆虫在土中下迁、或上升在土中过冬的昆虫常潜藏在一定深度的土中、或向阳面的土中；冬季土壤表面覆盖积雪利于表层土中的昆虫越冬，否则常在极端低温下（-20℃）大量死亡。

 对土壤湿度的要求：土栖或在土壤中度过某发育阶段的昆虫，表皮保水力弱，土壤湿度要达饱和状态即100%的相对湿度，否则会因失水而影响生命。