昆虫种群数学生态学原理与应用(丁岩钦著)思维导图

对于捕食者种群来说， dP/dt=0时，N = r2/θ
因r2和θ均是常数，故捕食者 种群增长是一条直线。
3.2 模型行为分析
把2个零增长线 叠合在一起，两 个种群的密度按 封闭环的轨道作 周期性数量变动。
3.3 Holing 圆盘方程
Holling(1959) 用圆盘试验模拟捕食者与猎物之间的功能反
作用类型 中性作用 竞争
偏害作用 捕食 寄生
偏利作用
互利作用
种群1 种群2
一般特征
0
0 两个种群不受影响
-
- 两个种群竞争共同资源而带来负
影响
-
0 种群1受抑制，种群2无影响
+
- 种群1是捕食者或寄生者，是受
益者；种群2是被捕食者或寄主，
是受害者
+
0 种群1(或2)受益，种群2(或1)
无影响
+
+ 两个种群都受益
进一步推论
如果某种昆虫种间竞争强度大，而种内竞争强 度小，则该物种在竞争中将取胜。
若物种的种间竞争强度小，而种内竞争强度大， 则该物种在竞争中将失败。
若两个物种的种内竞争均比种间竞争强烈，两 物种稳定共存；如果种间竞争都比种内竞争 强烈，那就不可能有稳定的共存。
例：K1> K2/β，K1/α>K2， 若取其倒数，则为
寄生是指一个物种（寄生者）靠寄生于另一 物种（寄主）的体内或体表而生活。寄生者 以寄主身体为生活空间，并靠吸取寄主的营 养而生活。
Nicholson-Bailey 模型
(1) 模型假设 1）寄生者搜索宿主是完全随机的。 2）寄生率的增加，不受寄生者产卵量的影 响，而只受限于它们发现宿主的能力。 3）一个寄生物在一生中搜索的平均面积是 一个常数，称为发现域，用a代表。

1. 积温和有效积温法则
NT＝K
式中：N－完成某一发育期所需的时间（天）； T－发育期内平均环境温度（度）； K－常数（积温/日·度）。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第二节 储藏物昆虫与环境的关系
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第一节 昆虫生态学的基本概念
二、生态因子
对生物有生态效应的环境因素，称为生态因子。按 环境的性质生态因子可分为：
生物因素 生态因子
非生物因素
营养因子（食物） 其他生物（天敌、其他种群） 人类活动 气候因素（温、湿度、光、 气流等）
第二节 储藏物昆虫与环境的关系
二、温度与储藏物昆虫的关系
3. 昆虫世代与发生时期的推算 求出了某种昆虫的有效积温和发育始点温度以后，
可以推测其在不同地区可能发生的世代数，在地理上可 能分布的界限，并预测其发生时期。
某地区全年总（ 有日 效度 积） ＝ 温世代数 某昆虫完成一有 个效 世积 代温 的（日度）
三、种群、群落和生态系统
（二）生态系统 生物群落与非生物环境之间，构成一个相互作用、
相互影响、相互制约、相互联系的系统，称为生态系统 （ecosystem）。
生态系统中存在着物质循环和能量流动。 生态系统可分为开放式和封闭式。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
量遭受损失的为害区。其中包括严重为害区。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统

T2
昆虫过冷却点和冰点
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6.3.2.2 湿度、降水对昆虫的作用
• 6.3.2.2.1 昆虫对湿度的要求 • 水是发生积极生命活动所必需的条件之一。
• 水生昆虫、土栖昆虫、蛀果、钻茎昆虫等对湿度要求高 • 其它昆虫对湿度的要求各不相同
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• 6.3.2.2.2 湿度对昆虫的影响
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• 6.3.2.5 风对昆虫的影响 • 风与蒸发量的关系甚大，从而对湿度产生影响 • 影响昆虫的迁移、传播 • 昆虫对强风的适应
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• 6.3.3.1 生物因子作用的特点 • 非全体性 • 密度制约性 • 相互性 • 不等性(低抗力)
6.3.3 生物因子
第37页/共69页
• 马世骏（1980） • 研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理的科学。
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6.1.2 生态学的研究对象与分支
• 6.1.2.1. 研究对象：生物系统Biosystem • 生物与环境相互联系、相互作用，构成的统一整体。
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6.1.2.2 分支学科(依研究对象划分) • 组织层次：
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• 植物的抗虫性(抗虫三机制) • 不选择性 • 不(少)产卵, 不(少)取食 • 抗生性 • 缺乏昆虫生长发育的全面营养或特殊物质, 含有毒物质. • 耐害性 • 遭虫害后有很强的增长能力以补偿能力.
第40页/共69页
• 昆虫的天敌大致可分为 • 病原微生物 • 天敌昆虫 • 其它捕食性天敌
• 不等性
• 总是有一些因子起主导任作用，称为主导因子。
• 不可替代性
• 每个因子都有各自的作用特点，如果缺少某个因子，特别是主导因子时，会影响作用对象的正 常生长发育。

世代
34
讨论
0 <B×Neq<1: 种群平滑趋向平衡点；
1<B×Neq<2: 种群向平衡点逐渐减副的振荡； 2<B×Neq<2.57，连续无限周期性振荡； B×Neq>2.57: 无规律地混乱波动。
（二）种群连续性生长模型
世代重叠、生活史短、无特定繁殖期的昆虫种群。如蚜 虫、红蜘蛛、蓟马等。
繁殖期过后尚未 死亡的成虫数量 可育成虫数量 卵、1-6龄的幼虫、 蛹的合计数量
增长型
稳定型
衰退型
稳定年龄分布（Stable age distribution）：年龄金字塔的形状不变；
固定年龄分布（Stationary age distribution）：年龄金字塔形状和种群大小均不变； 自然种群具有稳定年龄分布或有向稳定年龄分布发展的倾向。
800
转折期 减速期 饱和期
600
400
加速期
200
潜伏期
0 10 20 30 40 50 60 70
0
S曲线及三点法求K值
N1、N2、N3是等时间间隔的3组种群数量 观察值（时间间隔尽量大一些）
2 N1 N 2 N 3 N 2 ( N1 N 3 ) K 2 N1 N 3 N 2
当N＝K／2时，dN/dt最大，此时，d(K/2)/dt=rK/4。 dN/dt是可供捕猎而不影响资源种群大小的“剩余生 产”。
N＝K／2 MSY＝ rK/4
最大持续产量原理
dN／dt
dN／dt
MSY
●
MSY
● b ● B
●
● a ● A ● K N
NMSY
● K／2
K／2

遗传特征：种群具有一定的遗传组成。
2、 种群的特征：

个体特征
年龄 出生 死亡 性别

种群特征
年龄结构 出生率 死亡率 性比 种群内个体特征的统计值 即：统计特征
种群密度 分布型 密度调节机制
种群特有的特征
3、 种群的分类： A 、 同种昆虫由于长期的地理隔离而形成的种 群，称为地理种群（地理亚种，地理宗）。 B 、 因寄主食物的不同而形成的不同种群，称 为食物种群（食物宗、寄主宗）。 C 、有时由于需要研究两种或两种以上的种群，
第三章
第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
昆虫种群生态学
昆虫种群的分布型 种群的结构和数量变动 种群的生长型和季节消长类型 昆虫种群生命表 昆虫种群的生态对策
第一节 种群的基本特征与种群结构
第一节
种群的基本特征与种群结构
一、种群的概念、特点及其分类
1、 种群（POPULATION）： 是指在一定的生活环
境内，占有一定空间的同种个体的总和，是种在自然 界存在的基本单位。种群具有三大基本特征： 数量特征：种群具有一定的大小（个体数量或种群密 度），并随时间变动。种群的大小通常与该物种的营 养级及其他生态学、生物学特性相关。
空间分布特征：种群具有一定的分布区。即占据一定的 空间，分布区受非生物因素和生物因素的影响。
种群基数=（捕回成虫总量/捕回标记成虫量）*释放标记成虫量。
(2) 繁殖速率（R）
繁殖速率：是指一种昆虫种群在单位时间内增长的 个体数量的最高理论倍数。它反映了种群个体数量 增加的能力。 繁殖率的大小取决于种群的生殖力，性比和一 年发生代数。可以用下式表示：
R=（e*f/(m+f)）N
其中：e为单雌平均生殖力(产卵量)，m为雄虫数， f为雌虫数，N为一年发生代数。

群落相似性(similarity of community)是指不同群落结构特征的相似程 度。常用群落相似性系数(coefficient of similarity)表示，以比较不同空间昆 虫群落结构的异同。
昆虫生态学
(一)、食物链和食物网
食物链(food chain)表示植食性动物取食植物、肉食性动物 取食植食性动物、另一种肉食性动物取食肉食性动物之间的食物 联系。如棉蚜为害棉花，七星瓢虫捕食棉蚜，麻雀捕食七星瓢虫 ，鹰又捕食麻雀等，一环接一环，形成一条以食物为联系的链。 大多数昆虫都处于食物链的第2环(害虫)和第3环(天敌昆虫)上， 通常是食物链的重要成员之一。
昆虫生态学
五 群落多样性、稳定性和相似性
群落多样性、稳定性和相似性都是反映群落特征的一种标志。 (一)、群落多样性
群落多样性(diversity of community)是群落中物种数和各物种个体数 构成群落结构特征的一种表示方法。 (二)、群落稳定性
群落稳定性(stability of community)是指群落抑制物种种群波动和从 扰动中恢复平稳状态的能力。它包括群落现状稳定性、时间过程稳定性、抗 扰动能力稳定性和扰动后恢复平稳的稳定性等4种情况。 (三)、群落相似性
生物群落的基本特征主要表现在： (1)一个生物群落中所有的生物彼此之间具有能量和物质的联系，构成一个 复杂的生物种的集合体。 (2)生物群落与其环境有着不可分割性。生境特征决定生物群落类别，群落 也决定着生境的许多特征。 (3)群落中各个生物成员在群落中的重要性不同。 (4)同一地域的同一群落都具有其时间和空间结构的特点。群落结构的最明 显的特点就是具有分层现象；在同一植物上各种昆虫的生态位有所不同。群落 的时间格局表现为昼夜和季节的变化可以引起生物组成的变动。 (5)生物群落的松散性和模糊性。群落结构一般指其分层结构和物种组成， 但其结构常随环境的变化而改变，故种群的结构总是表现出松散性。在两个生 物群落之间，不论是垂直分布或水平分布的地域内，其交界处两个生物群落的 交错区，形成群落边界的模糊性。 (6)群落的演替。群落随时间而变化的动态特征，称为群落演替。

指经过一定时间后死亡个体占总虫数的百分
比，用q表示。 有时用存活率s=（1－q)表示。
(4)种群的迁移率
指在一定的时间内，种群的迁出数和迁入数
的差数占个体总数的百分率。迁移率的大小 决定于种群的活动性。
昆虫的发生发展除与本身的生物特性有关外，而且与
环境条件有密切关系。影响昆虫种群数量的环境因素 主要有气候因素、生物因素、土壤因素和人为因素等。
（二）湿度对昆虫的影响
水是生物有机体的基本组成成分，是代谢作用
不可缺少的介质。 体水主要来源于食物，其次为直接饮水、体壁 吸水和体内代谢水。体水又通过排泄、呼吸、 体壁蒸发而散失。
昆虫对湿度的要求依种类、发育阶段和生活方
式不同而有差异。最适范围，一般在相对湿度 70%-90% 左右，湿度过高或过低都会延缓昆 虫的发育，甚至造成死亡。如松干蚧的卵，在 相对湿度89%时孵化率为99.3%；36%以下， 绝大多数卵不能孵化；而相对湿度 100% 时卵 虽然孵化，但若虫不能钻出卵囊而死亡。
相对湿度与平均温度的比值，或降雨量与平均
温度比值，称温湿系数。公式为：Q=RH/T 或 Q=M/T (Q:温湿系数 RH：相对湿度 M：降 雨量 T：平均温度) 温湿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，以便分析害虫发生与气候条件 的关系。
园林植物昆虫基础知识
——昆虫生态
一、昆虫种群与群落生态
（一）昆虫分布区与危害区
分布区是指在这些地区，可以见到某个种，它
可以在该地区内完成发育并繁殖有生命力的 后代，而不论其数量多少。
危害区是指某种昆虫在这些地区内有较多的数
量，因而能造成一定的危害，已成为害虫。 也就是说危害地区具备最适合于该种害虫生 活的条件。

二、气候因子 （一）温度对昆虫生长发育的影响
1、温度的变化可以加速或抑制代谢过程。 2、昆虫的体温随着环境温度的变化而改变，同时体内 的各种代谢过程也改变了速度。 3、在一定的温度范围内，外界温度上升，昆虫的体温 也相应上升；外界温度下降，昆虫的体温也相应下降，保 持着与外界温度相接近的水平。 4、昆虫并不是完全没有调节体温的能力。当温度偏高 时，昆虫的体温比外界温度稍低；当温度偏低时，昆虫的 体温比外界温度稍高。这是常见的现象。
根据研究对象的生境，可将生态学分为 陆地生态学（terrestrial ecology） 海洋生态学（marine ecology） 淡水生态学（fresh water ecology） 草原生态学（grass1and ecology） 沙漠生态学（desert eco1ogy） 岛屿生态学（island ecology） 太空生态学（space ecology）等。
V＝1/N 温度与发育历期（N）或发育速率（V）关系的总趋势可用 下列模式曲线(图30—4)表示。从图中可以看到，温度与发育 历期的关系为一曲线（N）；温度与发育速度的关系为一直 线（V）。
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（vant-Hoff）定律 范特—荷夫认为，温度 每升高l0℃，化学反应速度随着增加两三倍。用公式表示 为：
Байду номын сангаас
第二节 昆虫与环境
一、环境与生态因子 二、气候因子 三、生物因子 四、土壤因子 五、昆虫的地理分布
第二节 昆虫与环境
一、环境与生态因子 （一）环 境
环境(environment)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。 生态学中的环境总是针对某一特定的生物的，如昆虫生态 学中的环境是对某种或某类昆虫而言。

编 2021.02.02第五单元生物圈中的其他生物第一章动物的主要类群【精华识记】1．腔肠动物的主要特征：身体呈辐射对称，体表有刺细胞，有口无肛门，代表动物有水螅、海葵、海蜇、水母、珊瑚虫等。

2．扁形动物的主要特征：身体呈两侧对称，（也称左右对称），背腹扁平，有口无肛门。

代表动物有涡虫、华枝睾吸虫，绦虫、欧阳术创编 2021.02.02 欧阳美创编 2021.02.02编 2021.02.02血吸虫等。

营寄生生活的扁形动物消化器官简单，生殖器官特别发达。

3．线形动物的主要特征：身体细长，呈圆柱形；体表有角质层；有口有肛门。

代表动物有蛔虫、蛲虫、钩虫、丝虫、秀丽隐杆线虫等。

4．蛔虫寄生在人的小肠内，体表有角质层起保护作用，消化管结构简单，生殖器官发达，生殖能力强，没有专门的运动器官。

5．环节动物的主要特征：身体呈圆筒形，由许多彼此相似的体节组欧阳术创编 2021.02.02 欧阳美创编 2021.02.02编 2021.02.02成；靠刚毛或疣足辅助运动。

代表动物有蚯蚓、沙蚕、蛭等。

6.可以根据蚯蚓的环带来判断蚯蚓的前端和后端，靠近环带的为前端。

7.蚯蚓体壁可以分泌黏液,使体表保持湿润。

蚯蚓就是通过湿润的体表完成呼吸的。

因此，在观察蚯蚓的过程中，应经常用浸水的湿棉球轻擦蚯蚓体表，使它的体表保持湿润。

下雨天蚯蚓跑出地面主要是为了呼吸。

8. 医学上可以利用蛭的唾液提取蛭素，生产抗血栓药物。

欧阳术创编 2021.02.02 欧阳美创编 2021.02.02编 2021.02.029．软体动物的主要特征：柔软的身体表面有外套膜，大多具有贝壳，运动器官是足。

代表动物有河蚌、扇贝、缢蛏、蜗牛、乌贼、鲍鱼等。

10.贝壳、珍珠质是由外套膜分泌的物质形成的，主要成分是碳酸钙。

双壳类软体动物的呼吸器官是鳃。

11．目前已命名的软体动物有10万种以上，是动物界的第二大类群。

12.节肢动物是最大的动物类群，目前已命名的种类有120万种以欧阳术创编 2021.02.02 欧阳美创编 2021.02.02编 2021.02.02上，占已知动物种类数的80%以上。

多，种群的密度பைடு நூலகம்越来越大。
成年
幼年
增长型年龄组成
老年 成年 幼年
⑵稳定型：特点是各年龄期 的个体数比例适中。在一定 时期内出生的新个体数接近 衰老死亡的个体数。种群中 个体数目保持相对稳定。
稳定型年龄组成
老年 成年 幼年
⑶衰退型：新出生的个体不 能补偿衰老死亡的个体数。 种群密度越来越小。
衰退型年龄组成
参数说明
(三)死亡率(d) 一定时间内种群死亡个数占总数的百分率。也常用 存活率(S)来表示环境因素对昆虫种群数量变动的影 响，即S＝1一d。
(四)迁移率(M) 具翅成虫的活动影响种群数量变动。一定时间内迁 出个体和迁入个体数量差占总体的百分率。
三、昆虫种群的分布型
指昆虫种群内个体在一定时空内的分布形式，也称 为空间格局。昆虫种群分布型因不同种类、同种昆 虫不同发育阶段、密度、寄主生育期、栖息地环境 等不同而有所差异。
存在时滞效应； 6、种群无迁出迁入现象。
修正项（1－N/K）分析：
如果N→0，(1－N/K) →1，这表示几乎全部空间尚未被利用，种 群潜在的最大增长能力能充分地实现，接近于指数式增长。
如果N→K，(1－N/K) →0，这表示几乎全部空间已被利用，种群 潜在的最大增长不能实现。
当N由0逐渐增加到K 值，(1－N/K) 由1 逐渐下降为 0，表示种群 增长的“剩余空间”逐渐变小，种群潜在的最大增长的可实现 程度逐渐降低；并且，种群数量每增加一个个体，抑制定量1/K。
不同属性：出生率、死亡率、性比、平均寿命、 年龄组成、基因频率、繁殖速率、密度及数量变 动、空间分布、迁移率、滞育率
种群的功能：自动调节，群体信息传递、行为适 应、数量反馈控制。

第一章昆虫分类学的基本原理Principle of Taxonomy第一节分类学概述一、分类学的三个历史阶段：1.林奈阶段生物分类学正式确认是以1758年林奈的Systema Naturae 第10版（《自然系统》）一书发表为标志的第一块里程碑。

林奈主要贡献有：（1）提出了一个科学的命名法则—双命名法，结束了此前杂乱无章的命名状态。

（2）首先提出了界、门、纲、目、属、种等分类阶元。

（3）自己定名了大量的物种。

林奈的学生Fabricius（法布里休斯）是第一位杰出的昆虫分类学家，他于1775年发表了Systema entomologica（《昆虫系统》）一书，他第一次对全世界的昆虫区系作了研究，并命名了大量的昆虫分类阶元。

这一时期的主要局限性：受神学影响，认为物种不变，在分类上是人为的。

2.达尔文阶段这一阶段以1859年达尔文的《物种起源》一书为起始标志第二块里程碑提出了进化论，否定了物种是神创的、不变的，在分类上提出探索自然系统。

3.近代赫胥黎 1940年发表《新系统学》，不仅用形态、生态等进行分类，还用生理等其它特征。

二、现状现代主要有3个分类学派：1.进化分类学派——已衰落。

2.表型学派又叫表征分类学或数值分类学。

3.支序分类学派三、昆虫分类学的内容和任务定义：昆虫分类学insect taxonomy是昆虫学和动物分类学的分支学科，是研究昆虫种的鉴定identificaiton、分类classification和系统发育phylogeny的科学。

研究内容和任务：确定种类、识别特征、命名、建立符合进化实际的分类系统。

四、分类特征分类特征：是一个分类单元和其他分类单元的成员借以相区别或可能相区别的属性。

常用的分类特征：形态特征（成虫期、幼期）行为特征（鸣声、气味、交配）生态特征（生态位、食性、寄生物）地理分布特征细胞学特征（染色体、精子）生物化学特征（初级、次级代谢物，带信息物质、蛋白质电泳）第二节分类学基本概念一、物种概念（Species concept）形态学物种概念Morphological Species 生物学物种概念Biological Species（物种是自然界能够自由交配、产生可育后代，并与其它种群存在有生殖隔离的群体。

共生关系对昆虫的影响
共生类型
包括互利共生和偏利共生。互利共生指两种生物相互依存，共同 受益；偏利共生指一种生物受益，而对另一种生物无害。
共生机制
昆虫与其他生物之间的共生关系可以为其提供食物、栖息地、保护 和繁殖机会等。
共生影响
共生关系对昆虫的生存、繁殖和种群数量等方面具有重要影响，同 时也有助于维持生态系统的稳定和平衡。
昆虫群落的概念
昆虫群落是指在一定时间和空间内，共同生活在某一特定生境中的昆虫种群的集合体。
昆虫群落的特征
昆虫群落具有一定的组成和结构，具有一定的生态功能和动态特征，是生物群落的重要组成部分。
昆虫群落的组成与结构
昆虫群落的组成
昆虫群落的组成包括各种不同种类的昆 虫，如蝴蝶、蜜蜂、蚂蚁等，它们在群 落中占据不同的生态位。
繁殖策略
昆虫具有多种繁殖策略，如单 性生殖、两性生殖和孤雌生殖 等，能够适应不同的环境条件
和繁衍需求。
03
CATALOGUE
昆虫种群生态学
昆虫种群的概念与特征
昆虫种群的概念
昆虫种群是指在一定空间和时间范围 内，同种个体组成的集合体，具有遗 传和生态上的统一性。
昆虫种群的特征
昆虫种群具有种群密度、出生率、死 亡率、年龄结构、性别比例等基本特 征，同时还具有空间分布、扩散行为 等特征。
07
CATALOGUE
人类活动对昆虫生态的影响
农业活动对昆虫生态的影响
1 2 3
农业扩张导致昆虫栖息地丧失
随着农业用地的不断扩张，大量天然植被被砍伐 或转为农业用地，导致昆虫的栖息地受到严重威 胁。
农药使用对昆虫的直接伤害
农药的使用不仅直接杀死昆虫，还会通过影响昆 虫的生理和行为，导致种群数量下降和生态平衡 破坏。