用非线性模型估测恒温和变温下棉铃虫蛹的发育率

为了深入分析和探讨昆虫发育与环境温度的关系, 在恒温（15~37℃）和交替变温（12/18~34/40℃）下测定了棉铃虫Helicoverpa armigera蛹的发育历期(d),分别用线性模型和非线性模型（Logan模型﹑Lactin模型和王氏模型）拟合其发育率(1/d)数据。结果表明,这3个非线性模型能更准确地描述发育率与温度之间的曲线关系,判定系数（R2）在0.9878～0.9991之间。对全部观测数据的进一步研究表明,只要有6个分布合适的观测数据,就可以用这些非线性模型获得相当满意的估测效果。如果缺乏高温下的测定数据,用非线性模型预测的昆虫发育率可能失真。分析了蛹在恒温和变温下发育率差异的可能原因,讨论了应用这3个非线性模型预测蛹期发育的优点和缺点,指出用非线性模型取代线性日·度模型进行害虫发生预测和益虫饲养管理的合理性和必要性。     

城市公园景观空间结构对其热环境效应的影响

热岛效应是快速城市化进程中最具代表性的生态环境问题之一。以绿地和水体为主体的城市公园所形成的"城市冷岛"是缓解城市热岛效应和改善城市热环境的有效途径。研究选取北京市城区24个公园为研究对象,利用landsat-5 TM遥感影像反演城市地表温度,探讨城市公园内部景观构成、斑块形态和空间布局这3个方面的空间结构特征与其内部温度(Ta)、对周边环境降温的影响范围(Lmax)及降温幅度(ΔTmax)的关系。研究表明:从景观构成来看,Ta、Lmax、ΔTmax与水体面积均呈现显著相关性,是影响公园内外热环境的关键因子;Ta及ΔTmax与公园内绿地面积无显著相关性,而主要受三维绿量和硬质地表比例的影响;与此相反,Lmax与绿量相关性并不显著,但与林地面积呈显著正相关。因此,综合考虑公园内外整体降温效应,应在保证绿地面积达到一定规模的同时,尽量丰富绿地内部空间结构,增大三维绿量;从斑块形态来看,绿地斑块形状越复杂,公园内部温度越低,影响范围越远,而公园外围边界形状与内部温度呈较显著正相关,但对周边热环境的影响并不明显;从空间布局来看,硬质地表分布与Ta、Lmax、ΔTmax均显著相关,其布局越分散,内部温度越低,对周边的影响范围及降温幅度越大;此外,公园林地布局越分散,内部温度越低,影响范围越大,但对ΔTmax影响不明显。在城市公园规划设计中,从缓解城市热岛效应出发,应将公园景观内部的空间结构特征作为重要的考虑因素之一。     

广腹螳和中华大刀螳卵块孵化的比较研究

广腹螳平均卵块重和含卵量少于中华大刀螳 ,含卵量与卵块重呈正相关 ,平均孵化率分别是5 8 94%和 91 71 %。恒温条件下 ,广腹螳卵块平均孵化期分别为 5 6 2 2天 (2 0℃ ) ,3 0 71天 (2 5℃ )和 2 6 3 7天 (3 0℃ ) ,发育起始温度 1 2 65℃ ,有效积温 42 9 77日·度 ;中华大刀螳卵块平均孵化期分别为 5 0 9天(2 0℃ ) ,2 8 0 9天 (2 5℃ )和 2 1 77天 (3 0℃ ) ,发育起始温度 1 2 90℃ ,有效积温 3 62 42日·度 ;广腹螳卵块恒温孵化期短于相应变温组 ,中华大刀螳卵块恒温孵化期长于相应变温组。     

空间幅度变化对景观格局分析的影响

景观格局指数是量化描述景观格局特征的主要方法之一,各种格局指数的尺度依赖性使比较分析景观格局特征和尺度推绎复杂化,分析不同指数随空间幅度变化的一般行为有助于景观格局分析结果的解释和降低空间尺度推绎的复杂性。研究以2种真实景观和27种模拟景观为分析对象,考查了16种常用的景观水平格局指数随空间幅度变化行为。根据这些指数因幅度变化行为可预测性把它们分为两类：第1类随幅度变化可预测性强,指数与幅度之间的关系可用简单的函数关系来表达;这类指数包括缀块数、边界总长、景观形状指数和缀块丰度密度;前两者随幅度增加呈幂函数形式增加,而缀块丰度密度随幅度增加呈幂函数下降,景观形状指数随幅度增加呈直线增加。第2类指数随幅度变化的可预测性较差,指数随幅度的变化存在多种可能(不同形式的增加、减小或保持不变),不可用一种或多种简单的函数关系来描述所有的情况。这类指数包括缀块丰度、缀块密度、边界密度、最大缀块指数、平均缀块面积、缀块面积标准差、缀块面积变异系数、平均缀块形状指数、面积加权平均缀块形状指数、双对数回归分维数、聚集度指数与Shannon多样性指数。第2类指数随幅度的变化行为受景观格局特征和指数本身算法的影响。总体上来说,第2类格局指数随幅度变化呈折线增加或减小;但当景观的缀块类型较多、各类型优势度比较均等、空间分布格局比较随机时,它们随幅度变化形为的可预测性增加,随幅度增加的函数关系主要有3种：幂函数减小、对数函数增加或直线增加,因指数和格局特征不同而异。研究的结果在揭示了常用景观指数随幅度变化的一般关系外,也启示我们在进行景观格局的比较分析,比较景观的幅度应相同或采用尺度效应图(scalograms)更有效。     

空间尺度对地形异质性-物种多样性关系的影响:粒度和幅度

空间尺度是影响我们理解生态学格局和过程的关键因素。目前已有多种关于物种多样性分布格局形成机制的假说且研究者未达成共识,原因之一是空间尺度对物种多样性分布格局的环境影响因子的解释力和相对重要性有重要影响。地形异质性是物种多样性分布格局的重要影响因素。本文综述了在地形异质性-物种多样性关系的研究中,不同空间粒度和幅度对研究结果的影响,以及可能的原因。尽管已认识到地形异质性-物种多样性关系的空间尺度效应,但粒度和幅度的具体影响仍未有统一结论。当前物种多样性分布格局研究未能覆盖较完整的尺度变化梯度。未来对地形异质性-物种多样性关系的研究需要同时考虑幅度和粒度的影响。建议结合可靠的模型和统计分析方法开展多尺度格局比较分析,以进一步阐明研究尺度对地形异质性-物种多样性关系的影响以及地形异质性起主导作用的空间尺度。     

正常分钟通气量机械通气不同潮气量和频率影响活体山羊颈动脉血氧动态变化的初步实验研究*

目的: 在初步验证超快反应聚合物基质光纤氧传感器及其测定系统记录颈动脉氧分压（PaO₂）连续动态变化使用基础上,为了分析探讨肺通气对PaO₂连续动态变化的影响,我们设计本活体整体动物实验观察研究。方法: 选择杂种山羊4只,全身麻醉气管插管空气机械通气下,切皮直接暴露把后接测定系统的氧传感器直接插入左侧颈动脉连续记录PaO₂动态变化。正常分钟通气量机械通气分别通过三种潮气量实施：正常潮气量（潮气量VT=15 ml/kg、呼吸频率Rf=20 bpm）、减半潮气量（VT减半、Rf加倍）和加倍潮气量（VT加倍、Rf减半）。三种潮气量通气时间分别稳定10~15 min,选取后180 s分析计算PaO₂平均值、呼吸间PaO₂变化的升降幅度和肺-颈动脉延迟时间。以ANOVA及两两比较统计学差异分析不同潮气量的影响。结果: 活体山羊正常通气量机械通气实验时心率和血压均稳定;肺-颈动脉延迟时间为1.4~1.8 s（约为此时的3次心跳）。机械通气正常潮气量下PaO₂平均值在（102.94±2.40,99.38~106.16）mmHg,升降幅度是（21.43±1.65,19.21~23.59）mmHg,占平均值的（20.80±1.34,18.65~22.22）%;减半潮气量下,PaO₂平均值维持在（101.01±4.25,94.09~105.66）mmHg,虽略降但不显著（与正常机械通气比较P>0.05）,但PaO₂升降变化幅度却显著降低为（18.14±1.43,16.46~20.05） mmHg,占平均值的（17.95±1.07,16.16~18.98）%（与正常机械通气比较P<0.01）;加倍潮气量机械通气下,虽仅略升的PaO₂平均值维持在（106.42±4.74,101.19~114.08）mmHg（与正常机械通气比较P>0.05,与减半潮气量机械通气比较P<0.05）,但PaO₂升降幅度却显著增大为（26.58±1.88,23.46~28.46）mmHg,占平均值的24.99%±1.58%（与正常机械通气和减半潮气量比较P均<0.01）。结论: 正常肺通气的吸气和呼气是颈动脉PaO₂上升和下降的始动因素。正常通气量机械通气下减半潮气量和倍增潮气量显著改变PaO₂升降幅度,但PaO₂平均值仅小幅改变,而肺-颈动脉延迟时间相近。     

双向急性变温对南方鲇幼鱼静止耗氧率和临界游泳速度的影响

为了考查鱼类对温度变化的功能适应和生理反应特征,以不同驯化温度(10、20和30℃,驯化两周)为对照,进行双向急性变温处理(20℃→10℃和20℃→30℃),分别在不同时间(0.5、1、2、4、8和24h)对南方鲇(Silurus meridionalis Chen)幼鱼静止耗氧率(Resting oxygen consumption rate,VO2)进行测定并在处理后及时测定实验鱼的临界游泳速度(Critical swimming speed,Ucrit)。研究发现:不同驯化温度下实验鱼的Ucrit随驯化温度升高呈显著增加的变化趋势,相对临界游泳速度(Relative critical swimming speed,Ur)分别为1.83、2.87和3.37 BL/s(Body length per second)(P<0.05);双向急性变温两组的Ur分别与驯化组均无显著差异(P>0.05);Ur与温度的关系表达为:Ur=0.8114T+1.0976(n=37,R2=0.973,P<0.05)。VO2也随驯化温度升高呈显著增加的变化特征,分别为14.91、28.34和44.98 mg O2/kg·h(P<0.05)。双向急性变温对VO2的影响十分显著。急性升温组的静止耗氧率呈现先上升后下降并趋稳定的变化规律,其静止耗氧率的Q10值的峰值(3.1)出现在升温后的0.5h,是对照组的1.96倍;而急性降温组的静止耗氧率则急剧连续下降至相对稳定水平,其Q10值的峰值(4.8)出现在降温后的1.0h,是对照组的2.5倍。研究表明:在相同的变温幅度下,双向急性变温对南方鲇幼鱼均存在明显的生理胁迫;不同温度变化方向的代谢反应特征却不尽相同,急性降温对南方鲇幼鱼造成的生理胁迫可能大于急性升温;当环境温度发生骤然变化时,实验鱼的运动生理功能具有较好的温度适应能力。研究提示,迅速降温后水流刺激可能会终止鱼类的"冷休克",引起整体的代谢水平的重新调节,以满足运动的能量需求并提高生存适合度。     

变温对粘虫生殖及主要能源物质代谢的影响

【目的】明确变温与粘虫Mythimna separata(Walker)生长发育和生殖的关系及变温条件下粘虫主要能源物质代谢的变化规律。【方法】将粘虫卵置于光周期均为14L∶10D,温度分别为25℃和30℃日恒温和白天30℃、夜晚20℃日变温的条件下饲养,观察记录25℃和30/20℃下的成虫产卵及卵巢管发育情况,再取30℃和30/20℃下饲养获得的3龄幼虫、6龄幼虫、蛹和1日龄成虫,测定其糖原、海藻糖和甘油三酯3种能源物质的含量及海藻糖酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、3-磷酸甘油脱氢酶及3-羟酰辅酶A脱氢酶等4种主要能源物质代谢酶的活性。【结果】25℃与30/20℃饲养条件下相比,1日龄雌成虫卵巢管发育明显滞后,但单雌产卵量显著较多;蛹期糖原、海藻糖和甘油三酯的含量均高于3龄和6龄幼虫,成虫期各能源物质含量均较低。30/20℃日变温下粘虫体内供试3种能源物质的含量显著高于30℃日恒温(6龄幼虫和蛹期甘油三酯含量在两温度下无显著差异);温度变化对供试4种酶活性的影响差异显著。【结论】温度变化对粘虫的生长发育和繁殖具有显著的影响。在粘虫生长发育过程中以糖代谢为主;变温会加速糖代谢,减缓部分发育阶段的脂代谢,更有利能源物质的积累。     

变温促进昆虫发育的酶学解释

本文关于如何评价变温对昆虫发育速率影响的讨论表明,在比较两点(T_1,T_2)变温与恒温下的发育速率时,相应恒温下的发育速率为R_(con)(T_1,T_2)=(R_(con)(T_1) R_(con)(T_2))/2,而不是T_1、T_2平均值所对应的发育速率R_(con)(T_1,T_2)=R_(con)(T_1 T_2/2)。 在探讨发育速率与温度关系时,认为,(1)发育速率实际上是代谢速率的表现,从本质上说是由昆虫体内无数生化反应所决定的。每步生化反应所需酶不同。(2)不同酶,其活力与温度的关系不同。即使同种昆虫,体内不同种类酶的最大活力温度不同。因此,在不同温度下,代谢链中起限速作用的酶不同。发育速率与温度的关系实质上是代谢链中所有酶与温度关系的综合表现。     

亚洲玉米螟越冬幼虫存活和滞育解除与水分摄入的关系

在22～28℃和16～22℃变温条件下研究了水分对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)越冬幼虫存活、滞育解除及成虫生殖潜力的影响。结果表明：在越冬幼虫复苏后至化蛹阶段,水分是影响越冬幼虫完成滞育发育的关键因子,只有满足其饮水需求,才能解除滞育而化蛹。幼虫的存活和化蛹率随幼虫饮水后体重的增加而增加。幼虫化蛹的早晚受温度和水分的综合影响,在22～28℃下越冬幼虫化蛹进度较快,在复苏后35天时为最佳饮水时间,比在16～22℃下早5～10天。此阶段如能满足幼虫的需水量,幼虫死亡率低,化蛹率高,而只在滞育发育早期或后期饮水时,死亡率高,化蛹率低。同一变温条件下,其滞育发育因饮水时间的推迟而延长。因此可以推测春季温度偏高、干旱的气候条件不利于亚洲玉米螟越冬代的大发生,反之亦然。