数学形态学在昆虫分类学上的应用研究.Ⅰ.在目级阶元上的应用研究

根据昆虫图像,对半翅目（Hemiptera）、鳞翅目（Lepidoptera）、鞘翅目（Coleoptera）的34种昆虫提取形状参数、叶状性、球状性等7项数学形态特征进行了统计分析,从而论证了各项数学形态特征在目级昆虫分类阶元上作为分类特征的可行性和可靠性,并从数学形态学角度对所涉及到的同阶元昆虫类群的亲缘关系做了描述。结果表明,在作为目级阶元分类特征时,各项特征的可靠性依次为：(似圆度、偏心率、亮斑数)＞(叶状性、球状性、圆形性)＞形状参数。由这些特征的差异显著性可知,从数学形态特征角度讲,3个目的亲缘关系远近大小依次为：半翅目与鞘翅目＞半翅目与鳞翅目＞鳞翅目与鞘翅目。     

粗糙集理论在昆虫分类学上的应用

研究了昆虫的数学形态特征在目级昆虫分类阶元上作为分类特征的可行性、可靠性和重要性,以及3个目的亲缘关系远近.根据昆虫图像,对半翅目、鳞翅目、鞘翅目的28种昆虫提取形状参数、叶状性、球状性等7项数学形态特征进行了粗糙集理论与方法的论证和运算,并与赵汗青等人统计分析的结果加以比较.在作为目级阶元分类时,各项特征的重要性依次为:(似圆度、偏心率)＞(亮斑数、球状性、圆形性)＞(叶状性、形状参数).从数学形态特征角度讲,3个目的亲缘关系远近大小依次为:半翅目与鞘翅目＞鳞翅目与鞘翅目＞半翅目与鳞翅目.粗糙集理论在昆虫依据数学形态特征进行分类方面与统计分析方法相比有更为理想的作用.     

粗糙集模糊聚类分析法在昆虫分类研究中的应用

本文根据昆虫图像,对半翅目、鳞翅目、鞘翅目的28种昆虫提取的形状参数、叶状性、球状性等7项数学形态特征进行了粗糙集模糊聚类分析。在粗糙集处理的基础上,分别进行7指标和3指标（相对约简）两种不同的模糊聚类分析法相比较。结果显示,在作为目级阶元分类指标时,各项特征的重要性依次为：(似圆度、偏心率)＞（亮斑数、球状性、圆形性）＞（叶状性、形状参数）;粗糙集分类正确率优于模糊聚类分析法;粗糙集处理后的3指标分类正确率优于未处理的7指标分类正确率。结论认为,粗糙集理论在昆虫依据数学形态特征进行分类方面与统计分析方法相比更有优势,粗糙集滤过指标后再进行模糊聚类法分析在昆虫分类研究上具有重要意义。     

数学形态学在昆虫分类学上的应用研究.Ⅱ.在总科阶元上的应用研究

从总科角度对鳞翅目（Lepidoptera）和鞘翅目（Coleoptera）5个总科23种昆虫图像中提取的昆虫面积、周长等11项数学形态特征进行了统计分析。结果表明,在总科阶元上,11项特征的可靠性大小为圆形性＞（面积、周长、横轴长、球形性、似圆度、偏心率）＞（纵轴长、叶状性）＞（形状参数、亮斑数）。从数学形态特征角度讲,夜蛾总科等3个总科的亲缘关系远近大小依次为夜蛾总科与凤蝶总科>蚕蛾总科与凤蝶总科>夜蛾总科与蚕蛾总科。     

数学形态学在昆虫分类学上的应用研究.Ⅲ.在科阶元上的应用研究

在科分类阶元上对半翅目、鳞翅目和鞘翅目8个科的23种昆虫图像中提取的昆虫面积、周长等11项数学形态特征进行了统计分析。结果表明,在科的阶元上11项特征可靠性大小依次为(似圆度、偏心率)>(面积、周长、横轴长、球状性)>(纵轴长、圆形性)>(形状参数、叶状性)>亮斑数。从数学形态学角度出发,夜蛾科等3个科的亲缘关系远近为夜蛾科与粉蝶科>大蚕蛾科与粉蝶科>夜蛾科与大蚕蛾科;鳃金龟等3科的亲缘关系远近为鳃金龟科与天牛科、丽金龟科与天牛科>鳃金龟科与丽金龟科。     

双重标准差法在昆虫科阶元分类学上的应用

在科分类阶元上对半翅目、鳞翅目和鞘翅目8个科的23种昆虫图像中提取的昆虫面积、周长等11项数学形态特征进行了双重标准差法分析,以评估该方法在昆虫科阶元分类上的应用有效性。结果表明,在科的阶元上11项特征可靠性大小依次为: （似圆度、偏心率、 圆形性>（横轴长、形状参数、叶状性>（面积、周长、球状性> (纵轴长、亮斑数)。科的亲缘关系远近结果显示： 蝽科和缘蝽科关系较近>丽金龟科、天牛科与鳃金龟科关系较近>夜蛾科、大蚕蛾科和粉蝶科关系较近。所得结果与统计假设检验分析所得结果非常相似。     

数学形态学在昆虫总科阶元分类学上的应用研究

对鳞翅目Lepidoptera和鞘翅目Coleoptera 5个总科23种昆虫图像中提取昆虫面积、周长等11项数学形态特征进行了粗糙集神经网络分析,并与赵汗青统计分析加以比较,结果表明在总科阶元上,11项特征的可靠性顺序为面积、亮斑数＞周长、横轴长、形状参数、圆形性、似圆度、偏心率＞纵轴长、叶状性、球状性形性、似圆度、偏心率)＞(纵轴长、叶状性)＞(形状参数、亮斑数).与赵汗青等人用统计学分析的结果不完全一致,但大多数属性特征重要性还是一致的.神经网络模式识别结果与传统分类结果完全一致.由此得出:粗糙集理论在昆虫依据数学形态特征进行分类方面与统计分析方法相比更为理想.     

蛾翅数学形态特征用于夜蛾分类和鉴定的可行性研究

摘要: 为探讨蛾翅数学形态特征(MMC)在夜蛾科分类鉴定中的可行性, 本文利用数字化技术获得和处理昆虫图像, 对鳞翅目夜蛾科6种夜蛾的右前翅提取矩形度、 延长度、 叶状性、 偏心率、 球状性、 似圆度和不变矩Hu1、 Hu2等13项与大小尺度和方向均无关的数学形态特征, 并利用方差分析、 逐步判别分析和聚类分析等方法研究了各项数学形态特征在昆虫分类上作为分类特征的可行性、 可靠性和重要性, 并且从数学形态学角度对夜蛾科6个种的亲缘关系进行了分析。分析结果认为矩形度和延长度2个形态特征对这6种夜蛾的分类鉴定没有显著意义, 从而筛选出11个形态特征作为分类变量, 它们的作用大小依次为： （偏心率、 Hu5、 Hu7）＞Hu2＞似圆度＞球状性＞Hu3＞（叶状性、 Hu1、 Hu6）＞Hu4。利用蛾翅的这些特征参数成功地实现了对夜蛾科6种夜蛾的分类鉴定, 基于这些特征参数的6种夜蛾的亲缘关系远近与基于传统形态学的系统进化观点相同。研究表明蛾翅数学形态特征可应用于蛾类昆虫的快速鉴定, 为未来逐步实现蛾类昆虫的自动识别奠定了基础。     

棉铃虫18S核糖体RNA基因的序列分析及其分子系统学

克隆并分析了鳞翅目棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)18S核糖体RNA基因(18S rDNA)的全序列,将该序列与鞘翅目、膜翅目、同翅目、双翅目、捻翅目和弹尾目各一种昆虫的同源保守区进行了比较。序列分析结果显示：鳞翅目和双翅目昆虫在18S rDNA结构上彼此较为相似,捻翅目昆虫的18S rDNA分子结构表现出与其它目昆虫有较大的差异,但相对与弹尾目昆虫的18S rDNA较为接近。该结果支持了有关捻翅目属于一个独立的目级分类阶元的论点。     

鳞翅目蛾类科以上阶元分类的新进展

鳞翅目昆虫（蝶与蛾）种类繁多,是昆虫纲四大目之一,其种类仅次于鞘翅目。根据Dr．J．B．Heppner1991年统计,全世界已定名蝶与蛾有146277种。目前估计全世界蝶与蛾可能有255000种（其中蝴蝶约占10％）。1994年日本蛾类专家杉繁郎（ShigeroSllgi）写了一本日本产蛾类大图鉴名录补篇。内容详细介绍了鳞翅目的蛾类科以上阶元分类的新进展,由于它对我国生产、教学、科研方面都有着密切相关,现特转介如下。1982年出版的日本产蛾类大图鉴所采用的科以上阶元分类是以Common（197O）为基础的。但是、近十多年来关于鳞翅目的科以上分类又陆…     

六足总纲系统发育研究进展与新分类系统

简要综述了昆虫分纲、分目的历史变化,包括昆虫分目多少的变化,昆虫是纲级还是总纲级阶元的变化,昆虫各目分类地位系统排列的变化以及六足总纲系统发育研究进展。根据近10年来形态特征与分子测序数据相结合的系统发育研究,整理出六足总纲与系统发育支序分析相一致的分类系统,对昆虫35目的分类运用了10个分类阶元。在此基础上,删减次要分类阶元,提出简明分类系统,既反映每个高级分类单元的单系性,明晰各目的共祖近度,又减少了分类阶元层次,方便各分类单元的识别与鉴定。六足总纲Hexapoda分为4纲:原尾纲Protura(包括蚖目Acerentomata、华蚖目Sinentomata、古蚖目Eosentomata),弹尾纲Collembola(包括弹尾目Collembola),双尾纲Diplura(包括双尾目Diplura),昆虫纲Insecta。昆虫纲分为单髁亚纲SubclassMonocondylia(包括石蛃目Archaeognatha)与双髁亚纲SubclassDicondylia。双髁亚纲分为衣鱼部DivisionZygentoma(包括衣鱼目Zygentoma)与有翅部DivisionPterygota。有翅部分为10个总目、27目。     

湖北神农架自然保护区昆虫的数量变化与环境关系的初步研究

昆虫物种多样性在生物多样性保护研究中有重要地位。湖北神农架自然保护区生物多样性极其丰富,保存状态相对良好,是我国生物多样性研究的关键地区之一。然而该地区的昆虫多样性研究极为薄弱,就是一般的物种调查也为数不多,所以调查主要昆虫类群的组成与数量变化,能为本区的生物多样性研究积累资料,并为长期监测打下基础。我们选择暖温带针叶林、落叶阔叶林、针阔叶混交林、亚高山草甸、箭竹林及溪边灌丛6种不同环境,以23块样地为代表,以巴氏罐诱法为主,结合网筛、扫网等方法,进行全面的标本采集与数据收集。经初步整理鉴定和数据分析,得到如下结果：（1）共获得标本58 368号,昆虫标本46 213号,其中膜翅目和鞘翅目数量较多,其次为半翅目、同翅目、双翅目、直翅目及脉翅目等。此外,环节动物、软体动物、多足纲及蛛形纲动物也有相当数量。在膜翅目中,个体数量最多的是蚂蚁（蚁科）;在鞘翅目中个体数量较多的类群依次是隐翅虫科、步甲科和叶甲科。（2）昆虫分布与环境的关系非常密切：仅从较高分类阶元来看,如昆虫纲的鞘翅目、双翅目、直翅目、膜翅目等,不同环境对昆虫数量分布的影响并不显著;而从相对低的分类阶元来看,如统计鞘翅目中步甲科、隐翅虫科等,则可以显示不同环境对昆虫数量分布的显著影响。（3）在一些特殊地点,发现若干比较特殊的昆虫物种,这表明神农架地区在昆虫物种保护上具有特殊地位。     

丹参田花期昆虫群落结构及多样性研究

为明确丹参田花期昆虫群落结构,本文采用马氏网对丹参花期的昆虫进行收集,分类鉴定后开展群落结构及多样性分析。结果表明,丹参花期共收集到昆虫5 438头,隶属于膜翅目Hymenoptera、双翅目Diptera、半翅目Hemiptera、鳞翅目Lepidoptera、鞘翅目Coleoptera、直翅目Orthoptera、脉翅目Neuroptera 7目52科,双翅目、膜翅目昆虫为优势类群,群落丰盛度、丰富度指数较高,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数较为稳定,Simpson优势度指数较低,可见丹参田花期昆虫种群结构较为稳定。     

南京地区外来植物一年蓬上访花昆虫的多样性及其访花选择性的影响因素分析

为揭示外来植物一年蓬Erigeron annuus上的本土访花昆虫多样性和影响访花行为的因素, 本研究在南京郊区进行了连续2年的野外调查, 采用跨栏模型分析了环境因素如何影响昆虫的访花选择性, 即接受概率（测度是否接受一年蓬花）和访问频数（测度接受一年蓬花的程度）。调查发现, 访问一年蓬花的昆虫共计9目54科145种, 其中, 科丰富度占优势的是膜翅目、 鳞翅目和鞘翅目（均占总科数的20.75%）, 其次是双翅目（18.87%）和半翅目（13.21%）; 物种丰富度占优势的是双翅目（26.39%）, 其次是膜翅目（18.75%）、 半翅目（18.75%）、 鞘翅目（17.36%）和鳞翅目（15.38%）。多数目的物种丰富度在6-7月最高, 9月最低, 仅双翅目（食蚜蝇为主）在5月最高。运用跨栏模型对物种优势度最大的半翅目、 膜翅目和双翅目等的访花个体数量及其影响因素的分析结果表明： 影响半翅目和膜翅目对一年蓬花访问倾向（接受概率）的因素多于影响其访问频数的因素, 由此预测这些访花昆虫可能参考较多因素做出是否接受一年蓬花, 而依据较少线索做出访问程度的访花行为决策; 一年蓬植株密度影响半翅目和膜翅目昆虫的接受概率, 而花密度影响半翅目和双翅目昆虫的接受概率和访问频数, 说明靶标植物花的特性可能对访花昆虫的访花行为决策起主要作用。     

从弹尾纲和原尾纲的亲缘关系质疑缺尾纲（=近昆虫纲）的有效性

鉴于弹尾目（跳虫）和原尾目的尾部都没有尾须（cerci）,Brner于1910年就把这两类归并为一个类群缺尾纲（Ellipura）,这一分类阶元长期被许多昆虫学家沿用至今。Kukalová-Peck(1987 )在讨论化石双尾虫（?）附肢的总体结构（ground plan）时,认为跳虫和原尾虫的腹部侧板更原始,附肢无转节,将二者归纳成近昆虫纲（Parainsecta）。但是从形态特征、内部结构、比较精子学、变态类型和胚后发育等的特点以及线粒体DNA和核糖体DNA的测序分析结果,显示弹尾纲与原尾纲之间存在诸多重要差异,不具备较为密切的亲缘关系,我们不支持（弹尾纲+原尾纲）组成缺尾纲或近昆虫纲。据此建议取消缺尾纲（=近昆虫纲）这一分类阶元。     

珠江口淇澳岛不同生境类型区域昆虫群落多样性

2008年6月、12月分别对珠江口淇澳岛3个不同生境类型区域（红树林区、基围鱼塘和陆域林地）的昆虫群落进行调查。该岛昆虫群落由11目、68科组成；个体数量最多的是同翅目，其次为膜翅目、双翅目、鳞翅目和鞘翅目；膜翅目的类群最丰富，其次为鳞翅目和鞘翅目。不同生境类型区域昆虫群落的组成及多样性特征存在差异，基围鱼塘昆虫类群最为丰富，红树林区昆虫类群较少；昆虫群落的个体数量从大到小依次为基围鱼塘、陆域林地和红树林区；红树林区的植被种类和群落结构较为单一，生境相对简单，昆虫群落的种类丰富度和Shannon-Wiener指数均低于陆域林地和基围鱼塘，优势度远高于基围鱼塘和陆域林地，均匀度大小依次为基围鱼塘﹥陆域林地﹥红树林区。     

相对特征在昆虫目级阶元图像自动鉴定中的应用

应用计算机图像技术并结合昆虫分类学原理,设计和开发了一套"昆虫目级阶元标本图像自动鉴定系统",提出了一组基于昆虫标本图像的相对特征,并通过前馈人工神经网络方法进行鉴定测试.测试结果表明,相对特征应用于昆虫目级阶元图像的自动鉴定是有效的,在对7个常见昆虫目的测试中,系统表现出良好的准确性和稳定性,最高正确识别率可以达到95%.     

太湖湿地昆虫群落结构及多样性

为了探讨太湖湿地昆虫群落的结构和变化规律,对太湖湿地各生境样点昆虫群落进行了调查研究.调查共获得昆虫标本24968号,隶属于13目88科301属318种;半翅目、鳞翅目、鞘翅目和直翅目等为优势类群.各样点昆虫群落多样性指数和均匀度指数特征值为湿地恢复示范区＞渔阳山＞三山岛＞三洋村＞灵湖村,优势集中性指数的特征值比较为:湿地恢复示范区＜渔阳山＜三洋村＜三山岛＜灵湖村.各样点昆虫群落的多样性指数与均匀度指数和丰富度指数表现一致.在时间序列上渔阳山样点昆虫群落的多样性指数波动最小.昆虫群落的极点排序表明渔阳山和湿地恢复示范区样点昆虫群落是最相近的.主分量分析的结果显示太湖湿地昆虫群落主要受捕食性和植食性昆虫群落的影响.湿地恢复示范区样点昆虫群落内天敌昆虫比例偏低,降低了昆虫群落对外界扰动的缓冲能力.综合昆虫群落的各项分析结果发现渔阳山样点昆虫群落稳定性最高,三洋村样点昆虫群落稳定性最低.     

内唇在蜉金龟亚科中用于分属和分族的分类学价值

【目的】蜉金龟亚科（鞘翅目：金龟科）成虫外部形态高度趋同,种间相似性大,属族等高级阶元的鉴别特征混乱,因此构建新的形态指标系统极为重要。近年来内唇形态广泛应用于蜉金龟的分类学研究,并能有效区分部分种类,然而内唇在高级阶元的分类学价值和应用范围仍未可知。【方法】本文选取276属818种金龟为研究对象,其中包括蜉金龟亚科7族259属799种,以及外群样本17属19种（蜣螂亚科13属14种,沙金龟亚科4属5种）,利用几何形态学手段量化蜉金龟内唇的形态学信息,评估了属级和族级的区分度,并联合支序系统学方法,重建了蜉金龟祖先内唇形态。【结果】根据主成分分析显示,属级阶元的形态总方差为0.032 131 27,族级为0.032 914 63,内唇在属族间变异程度接近（两者相差约3%）,揭示了内唇形态在高级阶元间基本保持稳定,适合用于分类鉴定。为了进一步探索内唇在高级阶元的分类归属是否也接近,随之对样本进行判别函数分析。结果显示,仅基于内唇形态,98.49%的属可被正确鉴定,族级有98.41%的正确率,表明内唇在属级阶元间的判别归类略胜于族级阶元,内唇适合应用于高级阶元的判别归类。结合系统发育树,重建的内唇祖先形态显示其多变区域包括上内唇根基部、侧缘,内唇前区和内唇外缘等6个特征,不仅验证了前人对内唇的部分特征应用,也发现了新的形态指标。【结论】本研究利用定量形态学方法证实了内唇适用于蜉金龟高级阶元分类,同时为外部形态趋同类群提供了新的特征筛选与评估范式。     

山东省探照灯诱虫器和地面灯诱虫器诱集昆虫群落结构

[目的]山东省是昆虫南北迁飞的关键路径,了解山东省的迁飞性昆虫群落结构,对明确迁飞性昆虫种类,并对其进行预测预报具有重要意义.[方法]在山东省14个地区建立监测点,每个监测点于2018年9月-10月利用探照灯诱虫器和地面灯诱虫器诱集昆虫.[结果]14个监测点共诱捕到昆虫有12目54科408种,其中探照灯诱虫器诱集到11目45科388种,地面灯诱虫器诱集到12目46科365种,探照灯诱虫器诱集的主要昆虫类群为鳞翅目(79.12％)、鞘翅目(9.42％)、直翅目(8.14％)和脉翅目(2.26％).地面灯诱虫器诱集的主要昆虫类群为鳞翅目(68.84％)、鞘翅目(23.46％)、膜翅目(3.69％)、直翅目(1.50％)、半翅目(1.14％).探照灯诱虫器诱集昆虫数量显著多于地面灯诱虫器.[结论]阐明了山东省昆虫群落结构和多样性,并证实了许多重大昆虫在山东省存在迁飞性.