昆虫化学生态学与植物保护

在生态安全条件下进行植物保护，推行植物免害工程是实现可持续发展的有效途径之一。笔综述了昆虫化学生态学中昆虫与植物之间、昆虫与天敌间的化学联系，信息素与植物挥发性物质在昆虫对寄主植物定位、定居、取食和繁殖中的作用，非寄主植物对植食性昆虫寄主选择的影响等领域的研究进展，以及利用植物次生性化合物进行害虫治理的应用现状。展示了昆虫化学生态学在未来植物保护中的应用前景及昆虫化学生态学的研究方向。     

葡萄糖氧化酶在植食性昆虫与寄主植物互作中的作用

昆虫葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOX)主要由下唇腺产生,含量很高,经由吐丝器排出体外,是唾液中的主要酶类.越来越多的证据表明,昆虫唾液中的GOX在植食性昆虫与寄主植物的相互关系和协同进化中发挥重要的作用,是它们互作的纽带.在二者的互作中,植食性昆虫的GOX可以显著抑制寄主植物的防御反应,也可以诱导寄主植物的直接或间接防御;而不同的寄主植物对同一种昆虫或相同植物对不同种昆虫GOX的影响也存在较大差异,特别是植物中的营养物质,如蛋白质和糖,都会对GOX产生影响,这种影响发生在转录、翻译或翻译后水平.同时,植物中毒素对GOX的影响也不容忽视.主要综述了昆虫GOX的基本特性、与寄主植物防御之间的关系以及食物因子对GOX的影响,以期为深入探讨植食性昆虫与寄主植物的协同进化机理提供有价值的信息.     

泽泻田节肢动物群落结构特征

根据泽泻田节肢动物物种的组成和数量,按照营养和取食关系,将群落划分为害虫、捕食性天敌、寄生性天敌和中性昆虫亚群落,采用群落分析的多个参数比较分析了群落的结构特征．研究结果表明：泽泻田节肢动物群落物种较为丰富,共采集到节肢动物101种（或类）,隶属于昆虫纲中10个目60科及蛛形纲中1个目9科,合计150555个个体．其中,捕食性天敌25种,寄生性天敌32种,害虫25种,中性昆虫19种,天敌物种数所占比例高达56．43％．从各类群个体数量看,害虫占有绝对优势,其个体数量是天敌类群的2．3倍,约为中性昆虫的2．4倍,害虫类群个体数量高主要是由于莲缢管蚜和莲纹夜蛾的个体数量过高造成的,二者合计占害虫类群个体数的92．53％,占整个泽泻田节肢动物群落总个体数的50．06％．     

植食性昆虫与寄主植物之间的相互关系和影响

昆虫和植物是地球上起源很早的生物类群,亿万年来他们就因营养、繁殖、保护、防卫、扩散等需要而发生了密切的关系,植食性昆虫与植物协同进化的结果是植食性昆虫有其特定的取食范围,植物对昆虫具有防御能力,两者存在相互适应.本文就植食性昆虫对寄主植物的行为,和寄主植物的此生代谢物质对植食性昆虫的习性影响和防御进行分析.     

板栗树冠节肢动物群落的结构组成研究及优势物种分析

运用群落生态学的原理和方法,通过田间系统调查,结合室内实验,对板栗园节肢动物群落的结构组成进行了研究．以系统调查、随机调查并结合室内饲养的方法共获得板栗园节肢动物136种,隶属于12个目、63个科,其中害虫70种、天敌62种、中性昆虫4种,分别占物种总数的51．47％,45．59％和2．94％．天敌中捕食性天敌47种,寄生性天敌15种,分别占天敌物种数的75．81％和24．19％．害虫物种数略多于天敌物种数;天敌中捕食性天敌物种数明显多于寄生性天敌物种数．将板栗树冠节肢动物群落划分为3个营养层、4个功能团和11个类群,相对多度分析结果表明植食性营养层在物种数和个体数上均占绝对优势,以刺吸性功能团为主,其中又以蚜虫类群数量最多．板栗储藏期害虫以钻蛀性害虫桃蛀螟为主．     

盐沼入侵植物互花米草治理后植食性昆虫食物结构的变化

利用生态工程措施治理滨海盐沼入侵植物、恢复受损湿地的生态功能,是海岸带自然资源管理和生态系统健康维持的重要手段.盐沼入侵植物治理后,植食性昆虫群落结构的变化已得到较多研究,但昆虫食物结构变化的关注相对较少.本研究选取崇明东滩互花米草(Spartina alterniflora)治理工程恢复区,以及毗邻的互花米草入侵区和原生芦苇(Phragmites australis)对照区的不同植物群落,结合碳稳定同位素分析手段,比较了植物群落间植食性昆虫的食物结构差异,发现对照区、入侵区和恢复区芦苇群落中的昆虫均主要以芦苇为食,入侵区互花米草群落中的大多数昆虫以互花米草为食,而芦苇-互花米草混生群落中的昆虫既取食芦苇也取食互花米草.这一结果表明,互花米草入侵改变了本地植食性昆虫对土著植物芦苇的依赖性,而清除互花米草并恢复芦苇群落后,植食性昆虫对土著植物的依赖性已得到恢复.     

太和县桔梗田主要昆虫群落动态变化初步研究

2013年4月至8月在桔梗生长期分5次对太和桔梗田昆虫的种群数量动态进行了系统调查,并利用物种丰富度、优势度指数、多样性指数和均匀度等分析了昆虫群落动态变化.结果显示植食性害虫主要有金针虫类、蛴螬类、地老虎类、蚜虫类、蝗虫类等;捕食性昆虫主要有食蚜蝇类、蜘蛛类以及草蛉类等.群落的总个体数和丰富度随调查时间有一定的变化,4、5、6月份的物种丰富度及均匀度指数相对较高,优势度指数相对较大的是7、8月份.其中植食性昆虫与总的昆虫分析结果相近,捕食性昆虫略有差异.昆虫的总个体数随时间序列呈上升趋势,昆虫物种丰富度随着调查时间呈下降之势.总体来说相邻日期之间群落相似性更大,并呈越来越远的趋势.     

药剂处理对苜蓿地害虫-天敌群落的影响

研究了4种生物农药、2种化学农药对宁夏南部山区苜蓿斑蚜(Therioaphis trifolii)及苜蓿地害虫-天敌群落的影响.结果表明,所有药剂处理对苜蓿斑蚜种群增长均有较好的控制作用,对照处理区的昆虫物种一直比较稳定,昆虫多样性指数最高;供试生物药剂Bt对天敌的安全性前期表现较好,植物源农药藜芦碱、鱼藤酮、苦参碱药后昆虫平均丰富度均较高,对天敌瓢虫的安全性也较好;化学药剂吡虫啉、啶虫脒对斑蚜的防治效果也较好,但对天敌杀伤力较大,且药后昆虫平均丰富度和生物多样性较低.因此,在防治苜蓿斑蚜时应尽量减少使用化学药剂,选用对天敌敏感性较低的生物药剂,如苦参碱、鱼藤酮、藜芦碱、Bt,并轮换使用不同类型的药剂,以免因害虫产生抗药性而加大使用量和增加施用次数导致对天敌最大的伤害.     

高温对褐飞虱生长发育与繁殖的影响机制

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)是我国水稻的重要迁飞性害虫。实践表明,褐飞虱的种群消长与气候、食物及天敌等因素密切相关,尤以田间小气候直接影响其繁殖和发生为害的轻重。研究表明,褐飞虱对温度的反应比较敏感,在一个栽培品种基本稳定的地区,年度间发生程度的级差主要由温度决定,在水稻生长季节主要受高温控制。国内外有关高温对褐飞虱生长发育与繁殖的研究虽然较多,但研究多集中在温度对其种群数量变动的生态学影响、高温条件下褐飞虱发育与生殖的生物学特性等方面,关于高温对褐飞虱生长发育与繁殖的影响机制尚缺乏系统、深入的研究。近年来,笔者对褐飞虱生长发育与繁殖的影响机制开展了下列研究。笔者在国家自然科学基金重点项目“粘虫、褐稻虱迁飞行为机制的研究”(编号:39130070)中研究了不同高温条件对褐飞虱若虫发育历期、产卵量、产卵前期、寿命等     

植物挥发性次生物质对昆虫的行为调控及其机制

植物挥发性次生物质是植物在代谢过程中产生的一些短链碳氢化合物及其衍生物，在植食性昆虫的寄主植物定位、交配、寻找合适的产卵场所、取食等行为调控中起重要作用，还可调节天敌寻找寄主等行为，以及作为植物的间接防御手段和昆虫外激素的协同素。综述植物挥发性次生物质对昆虫的行为调控及其作用机理，进一步分析植物挥发性次生物质在害虫防治中的发展前景。     

Experimental evidence for apparent competition in a tropical forest food web

The herbivorous insects of tropical forests constitute some of the most diverse communities of living organisms. For this reason it has been difficult to discover the degree to which these communities are structured, and by what processes. Interspecific competition for resources does occur, but its contemporary importance is limited because most pairs of potentially competing insects feed on different host plants. An alternative way in which species can interact is through shared natural enemies, a process called apparent competition. Despite extensive theoretical discussion there are few field demonstrations of apparent competition, and none in hyper-diverse tropical communities. Here, we experimentally removed two species of herbivore from a community of leaf-mining insects in a tropical forest. We predicted that other species that share natural enemies with the two removed species would experience lower parasitism and have higher population densities in treatment compared with control sites. In both cases (on removal of a dipteran and a coleopteran leaf-miner species) we found significantly lower parasitism, and in one case (removal of the dipteran) we found significantly higher abundance a year after the manipulation. Our results suggest that apparent competition may be important in structuring tropical insect communities.     

爪类蔬菜昆虫群落（包括蛛形纲和软体动物）的研究——Ⅱ．群落的数量动态

报道了瓜类昆虫群落（包括蛛形纲和软体动物门中的一此有害生物及天敌）的数量动态，从两方面进行了分析描述，（1）主要优势害虫和天敌的消长规律。（2）利用群落特征比较不同时期的昆虫群落。     

扰动对天敌有多食性模型稳定性的影响

本文主要讨论了扰动对天敌具有多食性模型 x_1=x_1(r_1-a_1y), x_2=x_2(r_2-a_2y), y=y(-r_3+b_1x_1+b_2x_2)稳定性的影响。利用Liapunov函数得到了昆虫种类内部的密度制约,将促使昆虫与天敌系统进一步稳定化,进而得出同一食饵水平上的竞争是不稳定化的结论。其中后一种情况与J.M,Smith的结论完全一致。     

环境生物净化与虫害生物防治前提的数学论证

本文从数学方面论证了微型生物在污染的环境中起净化作用的前提是:必须对污染物的排放量加以限制;捕食天敌能防治病害的前提是害虫猎物数量增长受害虫自身密度的制约。     

Low host specificity of herbivorous insects in a tropical forest

Two decades of research have not established whether tropical insect herbivores are dominated by specialists or generalists. This impedes our understanding of species coexistence in diverse rainforest communities. Host specificity and species richness of tropical insects are also key parameters in mapping global patterns of biodiversity. Here we analyse data for over 900 herbivorous species feeding on 51 plant species in New Guinea and show that most herbivorous species feed on several closely related plant species. Because species-rich genera are dominant in tropical floras, monophagous herbivores are probably rare in tropical forests. Furthermore, even between phylogenetically distant hosts, herbivore communities typically shared a third of their species. These results do not support the classical view that the coexistence of herbivorous species in the tropics is a consequence of finely divided plant resources; non-equilibrium models of tropical diversity should instead be considered. Low host specificity of tropical herbivores reduces global estimates of arthropod diversity from 31 million (ref. 1) to 4 6 million species. This finding agrees with estimates based on taxonomic collections, reconciling an order of magnitude discrepancy between extrapolations of global diversity based on ecological samples of tropical communities with those based on sampling regional faunas.     

考虑灯光诱杀橄榄树虫害模型的建立及性态分析

研究人工干预的灯光诱杀对潮汕地区橄榄树虫害的影响，建立考虑灯光诱杀橄榄树虫害的捕食者-食饵模型，并分析模型的动力学性态，给出了两个边界平衡点和正平衡点的存在及稳定条件.通过博弈论分析利用灯光诱杀和天敌捕杀害虫的结果，发现同时利用灯光诱杀和天敌捕杀害虫效果最佳.通过数值模拟发现在橄榄树虫害的防治中不仅要利用天敌，还要加入人工干预的灯光诱杀，可以避免害虫数量突然爆发，有效控制害虫数量，同时有利于保护橄榄树上生物的多样性.     

瓜类蔬菜昆虫群落（包括蛛形纲和软体动物）的研究 Ⅰ．群落的组成及结构

本文是重庆市郊瓜类蔬菜昆虫群落研究结果的第一部分,主要报道瓜类昆虫落（包括蛛形纲和软体动物门中的一些有害生物及天敌,下同）的组成和结构,初步查明对瓜类蔬菜有直接或间接危害的动物有53种,分属于3纲,14目中的32个科;天敌38种,涉及2纲,9目中的21个科,另外还有传粉昆虫和杂食性昆虫各1种,分属于2个科,在初步弄清群落内物种间营养关系的基础上,用营养物种的概念探讨了不同营养物种数,不同类型链节数,链节总数与物种数之间的关系,表明瓜类昆虫群落属于发育不成熟,结构较为简单的群落,本文还同时应用基于食物网映射矩阵的匹配系数和基于物种及其多度的群落系数对5种瓜类昆虫群落相似性进行了比较。     

中国常见的访花传粉寄蝇(昆虫纲:双翅目)

访花传粉是显花植物和动物(主要是昆虫、鸟类和蝙蝠)协同进化的结果,已知显花植物85%是由昆虫传媒授粉的。双翅目寄蝇科是一类重要的访花传粉昆虫,突颜寄蝇亚科和寄蝇族等成虫最常见于各类显花植物上。报告了我国常见的访花传粉寄蝇科4亚科18族54属119种物种名录,它们在农林牧业生产、植物保护、害虫生物控制及维护生态系统平衡稳定中意义重大,但还没有被认识和利用。     

瓜类蔬菜昆虫群落(包括蛛形纲和软体动物)的研究Ⅲ.群落的数量动态

本报道了瓜类昆虫群落(包括蛛形纲和软体动物门中的一些有害生物及天敌)的数量动态之二，从两个方面进行了分析描述．①采用最优分割分析各瓜类昆虫群落的发展阶段；②采用主分量分析方法探讨各昆虫种群对群落特征的作用．