梅园节肢动物群落动态及朝鲜球坚蚧与其寄主、天敌间的关系

论文摘要

本文系统地总结了国内外节肢动物群落的研究进展,并对果园节肢动物群落、天敌利用以及害虫与植物互作关系等进行了综合分析。运用生态学、统计学、分类学和化学分析测定等知识综合研究了梅园节肢动物群落生态学,对节肢动物群落组成结构与功能、多样性、种群动态、主要天敌对害虫的控制作用、农用化学物质对节肢动物群落的影响以及害虫与植物互作关系等进行了探讨,为梅园主要害虫综合防治提供科学依据。其主要研究结果如下:1.对梅园节肢动物群落结构系统调查,共发现节肢动物169种,分属4纲18目90科,按照营养取食关系,划分为4个亚群落,6个功能类群。植食类、瓢虫类、蜘蛛类、寄生类和中性昆虫的物种数分别占总物种数的41.62%、25.80%、21.40%,7.59%和3.59%。植食类是主要害虫类群,瓢虫类和蜘蛛类均为主要捕食性天敌类群,其中朝鲜球坚蚧和黑缘红瓢虫分别是梅园害虫和天敌优势种;节肢动物群落结构较为稳定,天敌自然控害效果比较明显。2.应用聚集度指标、Iwao法和Taylor幂法则分别研究了3-9月份朝鲜球坚蚧和黑缘红瓢虫的分布型及其变化动态,结果表明:朝鲜球坚蚧和黑缘红瓢虫在不同方位和冠层的枝条上以及所有密度下均呈聚集分布,以上层和南向冠层的聚集度最高,下层和北向冠层最低,在上、中和下冠层均呈现前期明显的高聚块,后期呈逐渐降低的趋势;提出了该蚧最适抽样数及序贯抽样模型。同时,运用地统计学研究了不同时期朝鲜球坚蚧若虫及黑缘红瓢虫种群的空间格局和空间相关性,结果表明不同时期朝鲜球坚蚧若虫种群和黑缘红瓢虫幼虫种群的半变异函数均为球型,其空间格局为聚集分布,二者间具很强追随关系,说明黑缘红瓢虫是朝鲜球坚蚧的天敌优势种。3.对梅园瓢虫亚群落组成及相对丰盛度等研究表明,该亚群落有瓢虫68种,隶属15科48属,黑缘红瓢虫、红点唇瓢虫等为优势种;影响瓢虫亚群落多样性的主要因素前中期为均匀性,后期则为丰富度;优势瓢虫种群在各方位的空间分布型均属于聚集分布。4.对中性昆虫亚群落研究表明,中性昆虫占节肢动物总群落比例＞10%,与天敌跟随趋势明显且略早于优势种害虫,弥补了天敌自然控害的不足;蚤蝇、水蝇和蚊科中性昆虫同天敌在时间生态位重叠值较大,可作为一个功能团共同起作用;天敌与中性昆虫种群的灰色关联度R（Y,Xj）排序前3位的分别为:黑缘红瓢虫＞异色瓢虫＞草间小黑蛛。5.对杀虫剂和除草剂干扰下的节肢动物群落结构与组成分析表明,长期施用杀虫剂可明显增加植物性害虫种类及其优势度,显著降低群落多样性,减少了蜘蛛目、膜翅目、鞘翅目、双翅目、天敌和中性昆虫功能集团的物种数,削弱了冠层天敌种类和数量上对害虫的制约潜能,诱发了叶部植食害虫的暴发:除草剂对地面节肢动物群落、各亚群落的多样性、均匀度、优势集中性和物种丰富度影响较大,而对冠层节肢动物群落影响较小。6.首次采用土施法和OECD（经济合作与发展组织,Organization for EconomicCo-operation and Development,简称OECD）推荐的滤纸接触法系统研究了5种稀土元素对梅园土栖动物群落的影响以及对地下害虫蛴螬的生态毒性。结果表明:5种稀土元素对土栖动物群落主要群落参数影响较为显著;对蛴螬的急性和慢性毒性大小均依次为La＞Ce＞Pr＞Nd＞Sm,但毒性响应不同。14 d时所有稀土对蛴螬生长均有刺激作用;28 d后Nd和Sm由刺激作用转为抑制作用,La和Ce刺激作用减弱,而Pr刺激作用增强。稀土能改变土栖动物群落的结构,并对其产生一定的生态毒性。7.调查研究了梅园杂草群落结构组成及杂草群落对节肢动物群落影响,结果表明:梅园杂草有28科97种,其种类较为丰富,且各时期杂草优势种突出;对群落相关生态指标的模糊聚类分析得出不同生长时期梅园杂草和昆虫群落的优势种,并认为杂草群落的变动对节肢动物群落有一定程度的影响。8.对梅园节肢动物群落的时空动态和生态位研究结果表明,节肢动物群落结构较丰富,且各群落特征参数随时间推移而变化;以植食性的桃蚜和桃小食心虫空间生态位宽度最大,朝鲜球坚蚧时间生态位宽度最大;在捕食性天敌中黑缘红瓢虫时间和空间生态位宽度均最大,异色瓢虫、红点唇瓢虫及寄生蜂次之;黑缘红瓢虫与朝鲜球坚蚧的生态位重叠值在时空二维上均较大,且二者在时间上的同步性和空间上的同域性均优于其它天敌,为天敌优势种群。9.对黑缘红瓢虫捕食功能作用研究表明,黑缘红瓢虫捕食功能反应和寻找效应与自身密度关系用HollingⅡ和Hassell方程模拟程度较好,黑缘红瓢虫对朝鲜球坚蚧具有较强的捕食能力:其对猎物的寻找效应和种内干扰随着自身密度的增大而降低;随着空间异质性趋于复杂而捕食作用率减弱。10.在室外对梅园主要节肢动物生物学特性和室内对黑缘红瓢虫人工饲料研究表明:黑缘红瓢虫1年1代,以成虫越冬,以高龄幼虫和成虫捕食朝鲜球坚蚧控制作用最强;朝鲜球坚蚧1年l代,以2龄若虫越冬,主要以固定若虫和雌成虫危害;明确了以草鱼肉、鲜猪肝、夜蛾幼虫粉为主的人工饲料各配方基本满足了黑缘红瓢虫成虫的营养需要,其存活率、饲料利用率和转化率均较高,捕食功能反应均符合HollingⅡ模型:但各配方人工饲料饲育的成虫捕食能力随饲育时间延长而减弱,寻找效应随着猎物密度增加而下降。11.对8种寄主上朝鲜球坚蚧种群动态、寄主选择性及其与枝条物理结构、寄主和蚧体内化学物质间关系进行系统的研究,结果表明:不同生长势寄主对朝鲜球坚蚧的适合度由高至低顺序均是桃、梅、李、杏、苹果、梨、樱和山楂,且分成桃、梅、李、杏最适宜寄主;苹果、梨、樱桃适宜寄主和山楂次适宜寄主三类,均以6月份的寄主适合度最高,且以生长势好的寄主最高,中等的次之,弱的最差:朝鲜球坚蚧更趋向于最适宜寄主上刺吸取食和产卵,且若蚧存活率、卵的孵化率以及羽化率都较高,自然种群增长最快;朝鲜球坚蚧对寄主的取食和产卵选择性分别与寄主间的表皮毛密度、长度、皮层厚度、枝条直径和黄酮、单宁等之间均达极显著负相关,相关系数r分别在-0.9413～-0.8816和-0.9624～-0.8943之间;同样,取食和产卵选择性分别与8种寄主间的可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸、含水量、CarE、AChE、GSTs和蚧体可溶性蛋白质等之间均达极显著正相关,相关系数,r范围分别为0.9025～0.9413和0.8937～0.9201;取食和产卵选择性一致。以取食表皮较为光滑、表皮毛稀疏、长度短、皮层薄,寄主可溶性蛋白质、游离氨基酸和含水量多,黄酮和单宁少的桃、梅、李和杏等寄主的蚧体内CarE、AChE、GSTs和可溶性蛋白质活性较高,对寄主选择性较强,危害严重;取食苹果、梨和樱桃的次之;取食山楂的最低。12.运用功能法评价了杀虫剂对捕食性瓢虫集团捕食功能的影响,结果表明:杀虫剂对各捕食性瓢虫功能反应模型基本结构没有影响,均符合HollingⅡ模型,只改变了模型各参数,但药剂处理后捕食性瓢虫的控虫能力、寻找效应都显著降低;杀虫剂造成的各捕食性瓢虫的死亡率（Dt）和捕食功能减退率（FDt）各不相同,且按乐斯本、阿维菌素和速扑杀顺序减小,表明速扑杀是一种对捕食性瓢虫致死作用和捕食功能影响均较小而安全性较高的药剂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 我国节肢动物群落研究进展
• 1.1 群落概念及其生态学意义
• 1.2 群落水平的有害生物管理
• 1.3 节肢动物群落组成结构及特征
• 1.3.1 节肢动物群落多样性和稳定性的研究进展
• 1.3.2 节肢动物群落生态位的研究进展
• 1.3.3 节肢动物种群空间格局研究进展
• 1.3.4 地统计学在节肢动物种群动态研究进展
• 1.3.5 节肢动物群落的演替
• 1.4 影响节肢动物群落的因素
• 1.4.1 农用化学物质对节肢动物群落结构的影响
• 1.4.2 稀土对土壤动物群落结构的影响
• 1.4.3 气候因素对节肢动物群落结构的影响
• 2 节肢动物群落内物种间相互作用研究进展
• 2.1 节肢动物群落内种间的相互作用关系
• 2.2 节肢动物群落内种间关系
• 2.2.1 节肢动物群落内种间竞争的基本概念
• 2.2.2 节肢动物群落内种间的竞争排斥
• 2.2.3 节肢动物群落内捕食与被食
• 3 中性昆虫的研究进展
• 3.1 中性昆虫概念和研究意义
• 3.2 中性昆虫在农业生态系统中地位及其影响因素
• 3.2.1 中性昆虫在节肢动物群落中的比例
• 3.2.2 中性昆虫与农业害虫数量发生趋势分析
• 3.2.3 化学农药施用对害虫-中性昆虫-天敌系统的影响
• 3.3 中性昆虫在IPM中的作用
• 4 昆虫和植物的互作研究
• 4.1 昆虫与植物相互关系的研究进展
• 4.2 植物化学防御的研究
• 4.2.1 植物化学防御的研究
• 4.2.2 害虫危害对植物次生物质的影响
• 4.2.3 害虫危害对植物营养物质和水分的影响
• 4.2.4 植物化学防御反应的应用前景
• 4.3 植物物理抗性和抗虫性的关系
• 5 果园节肢动物及天敌利用研究进展
• 5.1 果园节肢动物群落的组成及优势种
• 5.2 植被覆盖的多样性对果园节肢动物群落的影响
• 5.3 果园天敌昆虫多样性对害虫的生态控制作用
• 5.4 生境岛屿和周边生境生物多样性对果园天敌的助增作用
• 5.5 果园节肢动物群落研究的问题与展望
• 第二章 梅园节肢动物群落结构及动态
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点和调查方法
• 1.1.1 试验地点
• 1.1.2 调查方法
• 1.2 数据分析方法
• 1.2.1 群落特征指数计算
• 1.2.2 节肢动物总群落模糊聚类分析方法
• 1.2.3 节肢动物群落的主分量分析
• 1.2.4 节肢动物群落的相对稳定性分析
• 1.2.5 节肢动物总群落最优分割方法
• 2 结果与分析
• 2.1 梅园节肢动物群落的组成结构
• 2.2 梅园节肢动物群落物种的相对丰盛度
• 2.3 梅园节肢动物群落功能类群和数量结构
• 2.4 梅园节肢动物群落各功能类群生态优势度和优势集中性
• 2.5 梅园节肢动物群落功能类群多样性
• 2.6 梅园节肢动物群落主要类群相对稳定性
• 2.7 节肢动物群落多元逐步回归分析
• 2.8 节肢动物群落的主分量分析
• 2.9 节肢动物总群落的模糊聚类分析
• 2.10 不同时期节肢动物总群落时间格局最优分割
• 3 小结与讨论
• 第三章 梅园主要节肢动物群落空间格局
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点
• 1.2 调查方法
• 1.2.1 传统经典的调查方法
• 1.2.2 地统计学分析的调查方法
• 1.3 数据分析方法
• 1.3.1 传统经典的空间格局分析
• 1.3.2 地统计学分析-半变异函数法
• 2 结果与分析
• 2.1 梅园主要节肢动种群落空间格局传统生物学统计分析
• 2.1.1 朝鲜球坚蚧种群空间格局分析
• 2.1.2 黑缘红瓢虫种群空间格局分析
• 2.2 梅园主要节肢动物种群空间格局的地统计学研究
• 2.2.1 黑缘红瓢虫种群半变异函数和空间格局分析
• 2.2.2 朝鲜球坚蚧种群半变异函数和空间格局分析
• 3 小结与讨论
• 第四章 梅园瓢虫亚群落的组成及优势种分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地概况
• 1.2 田间调查方法
• 1.3 数据分析方法
• 1.3.1 群落各特征值计算方法
• 1.3.2 种群空间格局分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 梅园瓢虫亚群落的组成及优势种分析
• 2.1.1 群落的组成及相对丰盛度的分析
• 2.1.2 群落的优势类群和优势种
• 2.1.3 瓢虫优势种在梅园中的种群密度及动态
• 2.2 梅园瓢虫群落的多样性及稳定性研究
• 2.2.1 梅园瓢虫的多样性、均匀性、丰富度分析
• 2.2.2 多样性主分量成分析
• 2.3 梅园瓢虫空间格局研究
• 2.3.1 东、南、西、北四个方向的比较
• 2.3.2 果梅上、中、下三层及地面的比较
• 3 小结和讨论
• 第五章 梅园中性昆虫亚群落组成与动态及与天敌互作研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点和调查方法
• 1.1.1 试验地点
• 1.1.2 调查方法
• 1.2 数据分析方法
• 1.2.1 群落各特征值的计算方法
• 1.2.2 生态位的计算方法
• 1.2.3 主分量分析方法
• 1.2.4 各种天敌对中性昆虫混合种群数量影响效果的灰色系统分析
• 2 结果与分析
• 2.1 中性昆虫亚群落的组成及在节肢动物群落中的比例
• 2.2 中性昆虫与捕食性天敌的数量发生趋势分析
• 2.3 中性昆虫与天敌类群时间生态位
• 2.4 中性昆虫多样性、均匀度、种间相遇机率及优势度动态分析
• 2.5 中性昆虫亚群落的主成分分析
• 2.6 天敌对中性昆虫混合种群数量影响效果的灰色系统分析
• 3 小结和讨论
• 第六章 化学农药对梅园主要节肢动物群落的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 杀虫剂施用、群落调查和节肢动物群落数据分析
• 1.1.1 试验地点及杀虫剂施用试验设计
• 1.1.2 群落的划分与调查
• 1.1.3 群落优势种划分
• 1.1.4 杀虫剂试验群落分析方法
• 1.2 除草剂施用和节肢动物群落数据分析、群落调查
• 1.2.1 试验地点、除草剂施用试验设计及田间调查
• 1.2.2 除草剂试验数据分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 杀虫剂对梅园主要节肢动物群落的影响
• 2.1.1 杀虫剂作用下群落主要目的物种组成与分布
• 2.1.2 杀虫剂干扰下群落功能集团的物种组成与分布
• 2.1.3 杀虫剂干扰下节肢动物群落物种的相对丰盛度
• 2.1.4 杀虫剂干扰下群落丰富度、多样性、均匀度、优势集中性和优势度指数
• 2.1.5 杀虫剂干扰下群落主要害虫种群数量及优势度
• 2.1.6 杀虫剂干扰下群落的自然控害效能
• 2.2 除草剂对梅园主要节肢动物群落的影响
• 2.2.1 除草剂对梅园节肢动物总群落和各亚群落组成结构的影响
• 2.2.2 除草剂对梅园节肢动物各亚群落相对丰盛度的影响
• 2.2.3 除草剂对梅园节肢动物总群落优势集中性指数的影响
• 2.2.4 各处理节肢动物群落多样性指数及其差异
• 2.2.5 各处理节肢动物群落丰富度和均匀度指数及其差异
• 3 小结与讨论
• 第七章 稀土元素对梅园主要土壤节肢动物群落的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 稀土及来源
• 1.2 稀土施用试验设计和调查方法
• 1.3 稀土急性毒性试验
• 1.4 稀土慢性毒性试验
• 1.5 梅园土壤动物类群数量等级划分标准
• 1.6 稀土试验群落分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 稀土对梅园土壤动物群落的影响
• 2.1.1 稀土对梅园土壤动物群落组成的影响
• 2.1.2 稀土对梅园土壤节肢动物群落特征参数的影响
• 2.1.3 稀土对梅园土壤动物群落功能团时空动态的影响
• 2.2 稀土对蛴螬的生态毒性
• 2.2.1 稀土对蛴螬的急性毒性
• 2.2.2 稀土对蛴螬的慢性毒性
• 2.2.3 稀土对蛴螬体重增长和蛹重增长的毒性效应
• 3 小结与讨论
• 第八章 梅园杂草植被群落对节肢动物群落的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 田间调查方法
• 1.3 数据分析方法
• 1.3.1 群落特征指数计算
• 1.3.2 模糊聚类分析步骤
• 2 结果与分析
• 2.1 梅园杂草植被群落的基本组成
• 2.2 梅园植被与节肢动物群落个体数量的消长
• 2.3 梅园植被与节肢动物群落丰富度的消长
• 2.4 梅园植被与节肢动物群落多样性的变化
• 2.5 梅园植被与节肢动物群落优势度和优势种
• 2.6 梅园植被与节肢动物群落的时间动态
• 3 讨论与小结
• 第九章 梅园主要节肢动物群落动态和生态位
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点和调查方法
• 1.1.1 试验地点
• 1.1.2 调查方法
• 1.2 数据分析方法
• 1.2.1 群落组织水平的测定
• 1.2.2 生态位指数分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 梅园节肢动物群落组成动态、基本特征和主要害虫及天敌时空格局
• 2.2 梅园节肢动物群落生态位分析
• 2.2.1 空间生态位的分析
• 2.2.2 时间生态位分析
• 2.2.3 时间、空间二维生态位分析
• 2.2.4 节肢动物群落时序动态分析
• 2.2.5 利用生态位相似性比例和模糊聚类分析评价天敌的作用效能
• 3 小结与讨论
• 第十章 黑缘红瓢虫对朝鲜球坚蚧的捕食作用的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 对猎物密度的功能反应
• 1.3 种内干扰对黑缘红瓢虫捕食作用的功能反应的影响
• 1.4 对猎物密度、黑缘红瓢虫自身密度的联合反应
• 1.5 相互干扰反应试验
• 1.6 温度对功能反应的影响
• 1.7 空间异质性对捕食作用的影响
• 1.8 功能反应数据分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 黑缘红瓢虫对猎物密度的功能反应
• 2.2 寻找效应的估计
• 2.3 种内干扰对黑缘红瓢虫捕食作用的功能反应
• 2.4 黑缘红瓢虫对猎物密度、黑缘红瓢虫自身密度的联合反应
• 2.5 相互干扰对黑缘红瓢虫捕食效应的影响
• 2.6 不同温度条件下黑缘红瓢虫对朝鲜球坚蚧的功能反应
• 2.7 空间异质性对黑缘红瓢虫捕食作用的影响
• 3 小结与讨论
• 第十一章 主要节肢动物生物学特性、黑缘红瓢虫人工饲料研究
• 1 材料与方法
• 1.1 主要节肢动物的室内饲养与观察
• 1.2 主要节肢动物的室外系统调查
• 1.3 黑缘红瓢虫人工饲料研究
• 1.3.1 饲料配方及其制备
• 1.3.2 不同配方的饲料对成虫存活率和成虫产卵量的影响
• 1.3.3 取食量、排粪量、饲料转化率、饲料利用率的测定
• 1.3.4 饲料配方和饲养时间对成虫搜寻和捕食朝鲜球坚蚧能力的影响
• 2 结果与分析
• 2.1 梅园主要节肢动物生物学特性
• 2.1.1 黑缘红瓢虫生物学特性
• 2.1.2 朝鲜球坚蚧生物学特性
• 2.2 黑缘红瓢虫人工饲料
• 2.2.1 各种饲料配方对成虫存活率的影响
• 2.2.2 饲料配方对成虫产卵量的影响
• 2.2.3 成虫对饲料的利用率和转化率
• 2.2.4 配方和饲养时间对成虫捕食朝鲜球坚蚧能力的影响
• 2.2.5 配方和饲养时间对成虫搜寻能力的影响
• 3 小结与讨论
• 第十二章 朝鲜球坚蚧的寄主适合度、寄主选择性及其机理
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点和方法
• 1.1.1 试验地点和材料
• 1.1.2 朝鲜球坚蚧对寄主植物危害程度系统调查
• 1.1.3 寄主植物对朝鲜球坚蚧适合度系统调查
• 1.1.4 寄主选择性测定
• 1.1.5 寄主枝条部分化学成分测定
• 1.1.6 朝鲜球坚蚧体内部分解毒酶活性测定
• 1.2 数据分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 朝鲜球坚蚧对寄主植物危害程度分析
• 2.2 8寄主植物上朝鲜球坚蚧自然种群发展趋势分析
• 2.3 寄主植物对朝鲜球坚蚧的寄主适合度分析
• 2.3.1 寄主植物对朝鲜球坚蚧适合度的时间格局分析
• 2.3.2 不同生长势的寄主对朝鲜球坚蚧适合度的影响
• 2.4 朝鲜球坚蚧对寄主植物的选择性比较分析
• 2.5 朝鲜球坚蚧对寄主植物选择机理
• 2.5.1 寄主枝条物理结构差异分析
• 2.5.2 寄主选择性与寄主枝条物理结构、化学物质的关系
• 2.5.3 寄主植物对朝鲜球坚蚧体内部分化学物质活性的影响
• 3 小结与讨论
• 第十三章 三种杀虫剂对梅园捕食性瓢虫捕食功能的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 室内捕食功能反应和寻找效应
• 1.4 评价方法
• 2 结果与分析
• 2.1 杀虫剂对捕食性瓢虫相对捕食能力和在该集团中的捕食份额的影响
• 2.2 杀虫剂对捕食性瓢虫种群捕食功能的影响
• 2.2.1 杀虫剂对捕食性瓢虫死亡率的影响
• 2.2.2 杀虫剂对捕食性瓢虫种群捕食功能的影响
• 2.2.3 杀虫剂对捕食性瓢虫寻找效应的影响
• 2.3 杀虫剂对捕食性瓢虫集团捕食功能的影响
• 3 讨论
• 结论与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间发表的论文、著作和主持的项目