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上海城市绿地常见刺蛾种群生态学及预警技术研究

作　者: 王凤
导　师: 杜予州；李跃忠
学　校: 扬州大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 刺蛾 生态位分析 种群生态学 预警指标体系
分类号: S763.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 104次
引　用: 1次
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内容摘要


黄刺蛾Cnidocampa flavescens(Walker)、桑褐刺蛾Setora postornata (Hampson)、扁刺蛾Thosea sinensis (Walker)、丽绿刺蛾Parasa lepida(Cramer)及褐边绿刺蛾P. consocia(Walker)是上海地区城市绿化常见的食叶性害虫,在上海局部地区发生严重。本文在对以上这些常见刺蛾危害发生调查的基础上,进一步研究了它们之间的生态位关系,探索了环境因子对黄刺蛾、桑褐刺蛾越冬代成虫羽化影响,并对危害较为严重、寄主范围最广的褐边绿刺蛾的生物学和种群生态学规律进行了重点研究;最后构建了以褐边绿刺蛾为例的城市绿化植物害虫灾害预警指标体系,确定褐边绿刺蛾预警等级。主要研究结果如下:1、为明确上海城市绿化植物中常见刺蛾的种间关系,定量研究了黄刺蛾、桑褐刺蛾、丽绿刺蛾及褐边绿刺蛾在营养、时间、空间资源序列上的生态位指数。结果表明:褐边绿刺蛾比其它刺蛾能较广泛地利用寄主资源,生态位宽度指数为0.5447;黄刺蛾、桑褐刺蛾在时间序列上占有较大优势,生态位宽度指数分别为0.4304、0.4415;而黄刺蛾的茧则在空间资源利用中优于其他刺蛾,生态位宽度指数为0.5441。在种间,桑褐刺蛾与丽绿刺蛾利用营养资源较为接近,其生态位重叠指数(2.6647)、生态位相似比例(0.5199)和种间竞争系数(0.7015)均高于其它共存种类;黄刺蛾和桑褐刺蛾利用空间资源较相似,生态位相似比例和种间竞争系数分别为0.4846、0.5222;而桑褐刺蛾和褐边绿刺蛾则在空间资源利用中较为接近,其生态位重叠指数(2.7495)、生态位相似比例(0.9165)和种间竞争系数(0.9959)在共存种间均为最高。2、研究了温度、相对湿度、土壤含水量等主要环境因子对黄刺蛾、桑褐刺蛾越冬代成虫羽化的影响。结果表明,20℃～30℃是两种刺蛾羽化最适宜的温度范围,而15℃低温和35℃高温下羽化率显著较低,黄刺蛾、桑褐刺蛾最高羽化率分别可达87.23%和75%。不同温度对黄刺蛾、桑褐刺蛾羽化进度有一定影响,黄刺蛾在15℃、20℃、25℃、30℃、35℃下,其羽化最高峰期分别出现在第5周、第4周、第2周、第2周和第3周;桑褐刺蛾在15℃、20℃、25℃、30℃下羽化最高峰期分别出现在第6周、第4周、第3周、第2周。分别用直线回归和Logisitic回归模拟了天数与累计羽化进度的关系,2种模型均极显著。用直线回归模型计算,黄刺蛾越冬代成虫在25℃下的理论羽化截止日期最早,时间为6月3日。而桑褐刺蛾则在30℃羽化最早结束,截止日期为5月30日。高相对湿度对黄刺蛾羽化有利,RH 80%和90%下羽化率则分别为81.00%、84.00%,比70%以下相对湿度显著提高。高的土壤含水量对桑褐刺蛾羽化非常不利。10%～40%含水量下该虫羽化率基本集中在50%～65%之间,而50%以上土壤含水量则完全不能羽化。相对湿度和土壤含水量对两种刺蛾的羽化进度影响均不明显。土壤深度对桑褐刺蛾羽化有明显影响,土表下5cm桑褐刺蛾羽化较难,平均羽化率仅为10.00%,而土表下2cm以上则羽化率基本一致,可达70%以上。3、通过野外观察及室内饲养相结合的方法,观察了褐边绿刺蛾各虫态的形态特征、生活习性及生活史,调查了褐边绿刺蛾的越冬死亡率,并测定了其越冬幼虫冬前、隆冬、冬后三个时期的过冷却点和体液冰点。结果表明,褐边绿刺蛾越冬死亡率为45.5%,其中上海青蜂的寄生率达28%。冬前、隆冬、冬后越冬幼虫的过冷却点分别为-1.95℃、-4.32℃、-3.54℃。4、采用扩散型指标法和Iwao、Taylor回归法测定了上海地区褐边绿刺蛾越冬茧的空间分布型。结果表明,褐边绿刺蛾茧在一切密度下空间分布型均为聚集型的负二项分布,且聚集强度随密度增加而增强,个体间相互吸引,分布的基本成分为个体群。根据空间分布型的参数,确定了理论抽样数和Kuno序贯抽样方法,提高了调查抽样的效率。5、观察了褐边绿刺蛾2个世代幼虫取食杨树叶片的习性。结果表明,第1代幼虫7龄,幼虫期平均取食量167.71cm2?头-1,取食持续时间26d;第2代幼虫8龄,幼虫期平均取食量170.49cm2?头-1,取食持续时间27d。2个世代末龄幼虫取食量最大,占整个取食量的80%左右,4～5龄幼虫是防治的关键龄期。6、组建了褐边绿刺蛾在15℃、20℃、25℃、30℃、35℃温度下的实验种群生命表。结果表明,15℃条件下,褐边绿刺蛾种群不能正常发育;在20～30℃范围内,褐边绿刺蛾的发育速率随温度的升高而加快;温度与发育速率之间呈现良好的Logistic模型规律;卵、1龄幼虫、2龄幼虫、3龄幼虫、4龄幼虫、5龄幼虫、6龄幼虫、7龄幼虫、幼虫期、蛹、产卵前期和全世代的发育起点温度分别为8.73、10.22、7.76、15.19、10.65、13.04、12.41、11.79、11.43、8.79、17.48、8.75℃,有效积温分别为100.92、22.34、88.64、34.99、68.18、65.82、80.36、145.83、510.20、414.95、15.68、1159.30日度;成虫寿命随温度的升高而缩短,雄成虫的寿命比雌成虫的长;单雌产卵量在30℃下最高,平均为120.10粒,20℃下最低,仅为61.78粒。25℃～30℃为褐边绿刺蛾最适宜生长发育温度。7、组建了以作用因子为组分的褐边绿刺蛾第1代自然种群生命表,运用排除作用控制指数法分析了各因子对褐边绿刺蛾自然种群的作用。结果表明,褐边绿刺蛾第1代自然种群趋势指数为4.10。捕食和寄生性天敌对该虫种群控制作用最大,其总排除作用控制指数为2.4447;自然死亡作用次之,为2.2044;核型多角体病毒作用最小,为1.2398。因此捕食和寄生性天敌是该虫种群增长的重要控制因子。8、将害虫对城市绿化植物的危害作为自然灾害与风险的一种形式进行剖析,提出城市绿化植物害虫灾害预警指标构建原则,在此基础上提出依据不同灾变过程中表现出来的警源、警兆和警情等不同风险程度的各因素统计指标,精选组成城市绿化害虫灾害的预警指标体系。并以褐边绿刺蛾为示范,通过对各灾变预警指标的定性或定量分级,在综合灾害预警的主要生物与非生物因素对灾害影响的权重分析并计算灾变风险预警综合指标值的基础上,计算出上海外环绿带南汇段褐边绿刺蛾警级为中警,并在预测预报中发布黄色警报,并根据对应警患排除对策,提出了防治措施。

全文目录


中文摘要  4-7
英文摘要  7-20
第一章 文献综述  20-34
  1.1 绿化植物五种刺蛾生物学特性比较  20-25
    1.1.1 形态特征比较  20-21
    1.1.2 分布与发生情况比较  21-23
    1.1.3 寄主种类比较  23-24
    1.1.4 生活史及生活习性比较  24-25
  1.2 生态位概念及其在昆虫生态学中的应用  25-34
    1.2.1 生态位概念的演变  26-29
      1.2.1.1 生态位概念的产生  26
      1.2.1.2 空间生态位  26
      1.2.1.3 功能生态位  26-27
      1.2.1.4 多维超体积生态位  27
      1.2.1.5 20 世纪60 年代生态位概念的发展  27
      1.2.1.6 20 世纪70 年代以后生态位概念的发展  27-28
      1.2.1.7 20 世纪后20 年生态位概念的发展  28-29
    1.2.2 生态位概念在昆虫生态学研究中应用  29-32
      1.2.2.1 Levins 生态位宽度公式  29-30
      1.2.2.2 Hurlbert 改进生态位宽度公式  30
      1.2.2.3 对称α法，即 Pianka 生态位重叠指数公式  30-31
      1.2.2.4 不对称α法，即 Levins 生态位重叠指数公式  31
      1.2.2.5 Hurlbert 改进生态位重叠指数公式  31
      1.2.2.6 Cowell-Futuyma 生态位重叠指数公式  31-32
    1.2.3 生态位概念在害虫综合治理中的应用  32-33
      1.2.3.1 引进外部生态位因子  32
      1.2.3.2 去除有害生态元  32
      1.2.3.3 定向改变基础生态位  32-33
    1.2.4 问题与展望  33-34
第二章 上海城市绿地四种常见刺蛾生态位及其种间竞争  34-41
  2.1 材料与方法  34-35
    2.1.1 研究区概况  34-35
    2.1.2 调查方法  35
    2.1.3 数据处理  35
  2.2 结果与分析  35-40
    2.2.1 不同资源序列上4 种刺蛾的分布  35-37
    2.2.2 生态位  37-40
      2.2.2.1 生态位宽度  37
      2.2.2.2 生态位重叠  37-38
      2.2.2.3 生态位相似比例  38-39
      2.2.2.4 种间竞争  39-40
  2.3 讨论  40-41
第三章 环境因子对黄刺蛾、桑褐刺蛾越冬代成虫的羽化影响  41-55
  3.1 材料与方法  41-43
    3.1.1 虫源  41
    3.1.2 温度对黄刺蛾、桑褐刺蛾越冬代成虫羽化的影响  41
      3.1.2.1 试验条件  41
      3.1.2.2 试验方法  41
    3.1.3 相对湿度对黄刺蛾越冬代成虫羽化的影响  41-42
      3.1.3.1 试验条件  41-42
      3.1.3.2 试验方法  42
    3.1.4 土壤含水量对桑褐刺蛾越冬代成虫羽化的影响  42
      3.1.4.1 土壤含水量表示方法  42
      3.1.4.2 试验方法  42
    3.1.5 自然环境下不同土层深度对桑褐刺蛾越冬代成虫羽化的影响  42-43
    3.1.6 数据分析  43
  3.2 结果与分析  43-53
    3.2.1 温度对黄刺蛾、桑褐刺蛾越冬代成虫羽化率的影响  43
    3.2.2 温度对黄刺蛾、桑褐刺蛾越冬代成虫羽化进度的影响  43-47
    3.2.3 相对湿度对黄刺蛾越冬代成虫羽化的影响  47-50
    3.2.4 土壤含水量对桑褐刺蛾越冬代成虫羽化的影响  50-52
    3.2.5 自然环境下土层深度对桑褐刺蛾越冬代成虫羽化影响  52-53
  3.3 讨论  53-55
第四章 褐边绿刺蛾种群生态学研究  55-87
  4.1 褐边绿刺蛾生物学特性  55-62
    4.1.1 材料与方法  55
      4.1.1.1 供试虫源  55
      4.1.1.2 饲养观察  55
      4.1.1.3 野外调查  55
    4.1.2 结论与分析  55-62
      4.1.2.1 形态特征  55-60
      4.1.2.2 生活习性  60-61
        4.1.2.2.1 幼虫化蛹  60
        4.1.2.2.2 成虫的羽化  60
        4.1.2.2.3 成虫交尾产卵  60
        4.1.2.2.4 卵的孵化  60-61
        4.1.2.2.5 幼虫取食  61
      4.1.2.3 生活史  61-62
  4.2 褐边绿刺蛾幼虫越冬死亡率和过冷却点测定  62-64
    4.2.1 材料与方法  62
      4.2.1.1 供试虫源  62
      4.2.1.2 越冬死亡率及被寄生情况调查  62
      4.2.1.3 过冷却点及体液冰点测定  62
    4.2.2 结果与分析  62-63
      4.2.2.1 褐边绿刺蛾的越冬死亡率与上海青蜂寄生率  62-63
      4.2.2.2 褐边绿刺蛾过冷却点和冰点的测定  63
    4.2.3 结论  63-64
  4.3 褐边绿刺蛾越冬茧的空间格局与抽样技术研究  64-69
    4.3.1 材料与方法  64-65
      4.3.1.1 调查地点及调查方法  64
      4.3.1.2 聚集度分析方法  64
      4.3.1.3 空间分布型应用  64-65
        4.3.1.3.1 理论抽样数的确定  64
        4.3.1.3.2 Kuno 序贯抽样模型  64-65
    4.3.2 结果与分析  65-68
      4.3.2.1 聚集度指标测定  65
      4.3.2.2 Iwao 的 MM和x 回归  65
      4.3.2.3 Taylor 幂法则  65-66
      4.3.2.4 空间分布型的应用  66-68
        4.3.2.4.1 理论抽样数的确定  66-67
        4.3.2.4.2 Kuno 序贯抽样技术  67-68
    4.3.3 讨论  68-69
  4.4 褐边绿刺蛾的取食行为及取食量  69-72
    4.4.1 材料和方法  69
      4.4.1.1 虫源与食料  69
      4.4.1.2 幼虫取食行为和取食量试验  69
      4.4.1.3 杨树叶片平均面积测量  69
      4.4.1.4 图像采集与数据分析  69
    4.4.2 结果与分析  69-72
      4.4.2.1 幼虫取食习性  70
      4.4.2.2 幼虫龄期分布  70
      4.4.2.3 幼虫取食量  70-71
        4.4.2.3.1 各龄期幼虫取食总量  70-71
        4.4.2.3.2 各龄期幼虫取食速度  71
      4.4.2.4 褐边绿刺蛾防治指标  71-72
    4.4.3 讨论  72
  4.5 温度对褐边绿刺蛾实验种群的影响  72-82
    4.5.1 材料和方法  72-73
      4.5.1.1 试验材料  72-73
      4.5.1.2 试验方法  73
        4.5.1.2.1 试验条件  73
        4.5.1.2.2 温度对卵和幼虫的影响  73
        4.5.1.2.3 温度对蛹和成虫的影响  73
      4.5.1.3 数据处理  73
    4.5.2 结果与分析  73-82
      4.5.2.1 温度对褐边绿刺蛾发育历期和发育速率的影响  73-79
      4.5.2.2 褐边绿刺蛾的发育起点温度及有效积温  79
      4.5.2.3 温度对褐边绿刺蛾存活率的影响  79-80
      4.5.2.4 温度对褐边绿刺蛾成虫产卵和寿命的影响  80
      4.5.2.5 褐边绿刺蛾在不同温度下的实验种群生命表  80
      4.5.2.6 褐边绿刺蛾不同温度下的存活曲线  80-82
    4.5.3 讨论  82
  4.6 褐边绿刺蛾自然种群生命表  82-87
    4.6.1 材料与方法  82-83
      4.6.1.1 试验地点  82
      4.6.1.2 试验材料  82-83
      4.6.1.3 试验方法  83
      4.6.1.4 生命表组建及参数估计方法  83
    4.6.2 结果与分析  83-85
      4.6.2.1 生命表的组建  84-85
      4.6.2.2 重要因子分析  85
    4.6.3 讨论  85-87
第五章 城市绿化植物害虫灾害预警指标体系构建及应用初探——以褐边绿刺蛾为示范  87-102
  5.1 预警指标体系构建的基本原理  87-88
  5.2 城市绿化植物害虫灾害预警指标的确定原则  88-90
    5.2.1 可测性原则  89
    5.2.2 灵敏性原则  89
    5.2.3 充分性原则  89
    5.2.4 准确性原则  89
    5.2.5 精选性原则  89-90
    5.2.6 匹配性原则  90
  5.3 城市绿化植物害虫预警指标体系的构建  90-94
    5.3.1 预警指标体系的设置框架和内容  90-92
      5.3.1.1 警源指标  90-92
      5.3.1.2 警兆指标  92
      5.3.1.3 警情指标  92
    5.3.2 预警体系不同层次指标的赋值方法  92-93
    5.3.3 预警体系不同指标权重设置方法  93
    5.3.4 预警体系各指标层指标值计算方法  93-94
    5.3.5 预警警度的设置及排除警患对策  94
  5.4 城市绿化植物害虫灾害预警指标体系应用——以褐边绿刺蛾灾害预警为示范  94-100
    5.4.1 褐边绿刺蛾灾害预警指标体系  94-96
    5.4.2 褐边绿刺蛾灾害预警指标体系各指标的分级赋值  96-98
    5.4.3 褐边绿刺蛾灾害预警指标体系指标值权重设置  98-99
    5.4.4 褐边绿刺蛾灾害预警警患排除的对策  99
    5.4.5 褐边绿刺蛾灾害预警指标体系的应用测试  99-100
      5.4.5.1 褐边绿刺蛾灾害预警指标体系计算  99-100
      5.4.5.2 警度设置及排除警患的对策  100
  5.5 讨论  100-102
参考文献  102-108
致谢  108-109
攻读学位期间发表的论文  109

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