《昆虫种群生态学——基础与前沿》

该书由科学出版社2005年出版，徐汝梅、成新跃编。介绍了昆虫生态学的基础与前沿，包括昆虫种群数量的时、空动态规律、调节机制及有关的研究方法。同时，还特别强调了空间生态学在昆虫种群生态学研究中的应用;并介绍了当前昆虫种群生态学的研究热点，如种群变动的遗传机制、昆虫与植物的协同进化等；结合重大的生态学问题，对昆虫暴发的一般理论、昆虫濒危与生物多样性保育、种群扩散与生物入侵、全球变化与昆虫种群动态等进行了论述。     

论昆虫空间生态学研究

空间特征是昆虫生态学研究的热点之一 ,具有重要的理论与应用意义。该文从理论、尺度、时空动态模型、技术手段及研究热点几个方面概述近期昆虫空间生态学研究进展。主要理论包括概率及统计模型、地学统计学、景观生态学、集合种群生态学 ;研究技术涉及地理信息系统、遥感、计算机辅助分析等。简要论述研究的空间尺度问题 ,介绍空间分子生态、进化生态等新研究热点在昆虫空间生态领域的发展 ,并分析昆虫空间生态学存在的问题和发展趋势。     

昆虫种群的一类时空动态模型研究

昆虫种群的时空动态包括种群的数量变化和空间分布变化.根据密度制约性原理, F推导出描述昆虫种群时空动态的非线性偏微分方程模型.该模型由扩散、迁移、出生及死亡等成分组成.建立了模型的差分解法,也给出模型参数的拟合方法.模型的初始分布确定为二项分布,Poisson分布,以及负二项分布.给出产生3种空间分布的计算方法.给定初始分布类型及参数,由各算法组装的计算机模型可得到初始分布,田间各点各时刻的昆虫数量 ,以及该时刻的空间分布类型和聚集性.     

昆虫种群动态时空回归预测方法及应用研究

根据昆虫种群内个体空间相互作用的特点,提出分析昆虫种群时空相关的三维相关图方法及种群动态预测的时空混合回归模型,对马尾松毛虫幼虫密切分布的预测采用了时空自回归加空趋势面的形式,预测的马尾松毛虫幼虫的平均密度和实测的平均密度在时空变化的趋势上是完全一致的,而且预测结果给出了马尾松毛虫的幼虫密度分布的图形形式,给防治决策提供了方便。     

油蒿演替群落密度对土壤湿度和有机质空间异质性的响应

如何用环境属性空间异质性解释植被动态是生态学中的一个重要问题。在该项研究中,选择油蒿(Artemisia ordosica)演替群落为研究对象,在小区面积相同、样方数目和面积相同的条件下,将统计学方法和地统计学方法结合起来,讨论分析了土壤湿度和有机质与油蒿和冷蒿(A. frigida)密度空间异质性变化趋势的相关性,结果表明:在块尺度上(80 m × 80 m),油蒿和冷蒿密度的空间异质性都与土壤湿度的空间异质性有关,其中与冷蒿密度呈现为单调递增,与油蒿密度不呈单调变化,说明土壤湿度与油蒿密度空间异质性的相关性已逐渐减弱,但与耐旱的冷蒿依然较强;土壤有机质的空间异质性也与两种植物密度的空间异质性有关,其中与油蒿密度呈现为单调递增,与冷蒿密度不呈单调变化,说明油蒿的长期定居增加了土壤有机质含量,并促进了冷蒿的侵入;进一步分析表明,该群落中油蒿种群和冷蒿种群均呈集群分布,这种集群分布使得油蒿或冷蒿的密度与土壤湿度或有机质空间异质性之间的关系增强,这从一定程度上说明了冷蒿和油蒿之间的竞争替代关系。因而,土壤空间异质性的变化是半荒漠带油蒿群落演替的基础。     

种子雨研究进展

种子雨是指在特定的时间和特定的空间从母株上散落的种子量。种子雨的组成和大小具有时空异质性。种子雨的空间异质性表现在种子雨的组成和大小因群落而异,种群间的种子雨因种群而异,种群内部的种子雨因个体而异;种子雨的时间异质性表现在不管是群落、种群还是种群内部的个体,其种子雨既具有季节动态,又具有年际变化。种子雨、种子库、幼苗库和地上植被相互联系、相互作用。种子雨的研究对更好地了解种群和群落动态等具有重要意义。应用现代的分子遗传标记技术、同位素标记法和荧光染料法等研究种子雨的散布过程和种子命运将是未来种子雨研究的热点,种子雨和种子库的结合研究及其与动植物关系的研究尚需加强。     

二化螟田间种群生命表的初步研究

<正> 生命表是研究昆虫种群数量消长动态的科学方法,通过它阐明种群特征、数量动态,对全面掌握昆虫群体的一生成长过程,及探明其影响原因是有帮助的。生命表来源于实践,是根据田间和实验室的试验调查记录,系统地高度概括,编制而成。只有根据昆虫田间分布动态、数量动态和天敌动态,决定正确的取样技术和方法,才能有利于生命表的编制和分析。本文是根据1980年试验研究结果整理如下。     

昆虫种群动态非线性建模理论与应用

本文以非线性动力学为基础,对自然界中昆虫种群动态的复杂性、不确定性进行了建模方法的探讨,在讨论了昆虫种群动态的混沌与非线性时间序列预测方法的前提下,以山东省玉米螟等种群动态资料进行了实例分析。     

地理信息系统及其在昆虫生态学中的应用

以往昆虫种群生物学的研究只着重于时间的变化,处理多维数据的困难性和复杂性始终困扰着昆虫生态学研究者们,使其难以对复杂的空间现象进行有效的研究,尤其是涉及大范围、多因素的时空动态研究,更是缺乏合适的空间数据管理和分析工具。而近年来地理信息系统（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ,ＧＩＳ）的迅速发展为研究昆虫生态学的空间问题开辟了新的途径。地理信息系统的定义有很多,通常可以将其定义为在计算机软件和硬件的支持下,运用系统工程的方法和理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,…     

昆虫种群动态模拟方法的一点改进──三化螟种群动态模拟模型的研究

以Ｒｕｅｓｉｎｋ（１９７６）的模型为基础,根据昆虫个体一般不同步地进入下一发育阶段的状况,当昆虫各虫态发育到完成该虫态发育所需要的最低年龄级数后,假定各年龄级的昆虫种群均以一定的概率分布函数值进入下一个发育阶段,同时根据有效积温向前推进。据此,对昆虫种群动态模拟方法作了一点改进。该方法综合了已有的种群模型的优点,因而较Ｒｕｅｓｉｎｋ（１９７６）和ＣｈｉＨｓｉｎ等（１９８５）提出的方法更真实地反映了昆虫种群动态的变化规律。根据三化螟自然种群生命表的资料,分析和确定逐日存活率、逐日发育率和逐日生殖率,对三化螟种群进行逐日动态模拟和预测,同时引入环境因素对种群的控制作用,研究不同环境条件下的种群动态,经验证,模型基本能够反映田间三化螟的发生规律。     

昆虫种群的空间、数量、时间结构及其动态

本文讨论了昆虫种群动态的内容,把种群动态概括地分为空简、数量与时间三个方面。生态学上的空简系具有实质结构的场所,种群空间动态主要包括扩散、分布及生态特性的地方分化。作者根据种群的特性保存及特性成长与变动环境的关系,提出了变境成长的概念。 数量结构除了种群年龄、性比、滞育体等指标外,并注意到与生殖力及化性(Voltinism)相联系的种群遗传结构。某些昆虫种群通过作用于繁殖及死亡的反馈机制,在一定程度上可以调节其数量,影响到种群的数量变动形式。 时间连贯性及时间序列系本文在种群时间动态中所讨论的两个主要问题,时间是作用种群动态的一个因素,具有一定的形态外貌,种群的时间外貌与结构反映了种群时间动态的现实性,时间的连贯及序列共同形成了种群动态在时间上的必然途径及其与环境因素相互之间的顺序关系。 空、数、时变化各沿着一定的序列进行,这些序列所以被看成是预测害虫动态的基础,系由于种群任一动态都是在一定的种群结构基础上,以及空间因素与时间因素特定联系的形式下发生的,不同的联系产生不同的生理生态学后果,因而使得此复杂的种群动态问题,有可能借助于生物数量方法,作出种群的数量及分布预测。     

有色环境噪音对空间异质种群动态同步性的影响

随着种群动态和空间结构研究兴趣的增加,激发了大量的有关空间同步性的理论和实验的研究工作。空间种群的同步波动现象在自然界广泛存在,它的影响和原因引起了很多生态学家的兴趣。Moran定理是一个非常重要的解释。但以往的研究大多假设环境变化为空间相关的白噪音。越来越多的研究表明很多环境变化的时间序列具有正的时间自相关性,也就是说用红噪音来描述更加合理。因此,推广经典的Moran效应来处理空间相关红噪音的情形很有必要。利用线性的二阶自回归过程的种群模型,推导了两种群空间同步性与种群动态异质性和环境变化的时间相关性(即环境噪音的颜色)之间的关系。深入分析了种群异质性和噪音颜色对空间同步性的影响。结果表明种群动态异质性不利于空间同步性,但详细的关系比较复杂。而红色噪音的同步能力体现在两方面:一方面,本身的相关性对同步性有贡献;另一方面,环境变化时间相关性可以通过改变种群密度依赖来影响同步性,但对同步性的影响并无一致性的结论,依赖于种群的平均动态等因素。这些结果对理解同步性的机理、利用同步机理来制定物种保护策略和害虫防治都有重要的意义。     

集合种群动态对生境毁坏空间异质性的响应

首次将分形几何(Fractal geometry)与元胞自动机(Cellular automata)相结合,研究了破碎化生境中集合种群的空间分布格局动态,以及集合种群动态对生境毁坏空间异质性的响应。研究发现:(1)各个物种种群在生境中的分布具有很好的分形特征,物种的计盒维数(Box dimension)不仅可以很好地反映种群的空间分布结构,也能很好地反映种群动态。(2)如果将空间因素考虑进来的话,生境毁坏的灭绝债务(Time debt)将大于空间隐含模式所模拟的结果。(3)物种灭绝同时存在强物种灭绝和弱物种灭绝。并且只有在生境随机毁坏下,才与空间隐含的模拟结果比较接近,即强物种中将是最强物种率先灭绝。而在边缘毁坏这种比较集中成块的开发方式下,将是较强的物种灭绝。(4)边缘毁坏相对随机毁坏有利于物种,尤其是弱物种的长期续存。     

荒漠绿洲过渡带植被空间异质性的可塑性面积单元问题

 以荒漠绿洲过渡带植被为研究对象,采用地统计理论与方法,以优势植物泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)和红砂(Reaumuria soongorica)种群为例,采用一个样地内2 500个10 m×10 m小样方中获取的植物盖度数据来研究采样尺度和划区方式对荒漠植被空间异质性的影响。其中尺度效应研究的思路是：一是保持粒度（样方）不变,增加幅度（样地）分析其对空间异质性的影响;二是保持幅度不变,改变粒度进行分析。划区效应是在样地尺度（500 m×500 m）上,把整块样地数据聚合成10 m×200 m、20 m×100 m、40 m×50 m、50 m×40 m、100 m×20 m和200 m×10 m等不同形状和不同方向的网格进行地统计分析。结果表明：荒漠绿洲过渡带植被空间异质性受采样尺度和划区方式影响显著。当样地面积小于200 m×200 m 时,所获取的数据不能真实反映泡泡刺种群的空间异质性;当样地面积小于100 m×100 m 时,所获取的数据不能真实反映红砂种群的空间异质性。调查泡泡刺和红砂种群的空间格局时,样方面积在20 m×20 m到30 m×30 m较为合适。植被空间异质性参数对划区方式的敏感性较强,其中泡泡刺种群的敏感性高于红砂种群。     

科尔沁沙地草地植被恢复演替进程中群落优势种群空间分布格局研究

通过对处于流动沙地、半固定沙地和固定沙地等不同恢复演替阶段的群落的取样调查 ,研究了科尔沁沙地草地植被恢复进程中群落优势种群的空间分布格局及其动态变化。运用扩散系数、聚集指数、平均拥挤度、聚块性指数、Green指数、聚集强度、Poisson分布和负二项分布的 χ2 拟合检验等 7项指标 ,对群落优势种群的分布格局的研究结果基本一致 ,大多数物种的空间分布呈显著的聚集分布。在演替进程中种群格局强度的变化和群落总体聚集程度的变化与种群动态和群落结构的空间异质性相对应 ,较高的聚集程度是种群分布斑块化和群落结构的空间异质性的反映 ,随着演替进展 ,优势种的种群数量扩展 ,但种群分布的聚集强度下降 ,群落结构的空间异质性降低。在 7种测定分布格局的指标中 ,聚块性指数、Green指数和聚集强度是无量纲的指标 ,其大小不受种群大小的影响 ,其变化可以较好地指示格局强度本身的变化 ,并与种群动态和群落结构变化相联系     

蚜虫种群时空分布动态模型

种群空间格局是昆虫种群的重要属性,是为害虫防治提供动态信息的重要前提。关于种群空间格局的时空动态,前人曾建立了富立叶模型和有阻尼自由震荡模型,但忽略了生境资源和空间资源的限制,不能很好地描述昆虫种群在自然界摆布状况的动态行为。因此,在前人研究的基础上,根据蚜虫在自然界的聚集扩散行为逐步建立了描述蚜虫种群聚集扩散规律的变幅、变周期时空分布动态模型,即:y=Ae-nt[sin(w0emtt+φ)+b]+c,并应用该模型对麦长管蚜(Sitobion avenae Fabricius)、麦二叉蚜(Schizaphis graminum Rondani)、禾缢管蚜(Rhopalosiphum padi Linnaeus)和玉米蚜(Rhopalosiphum maidis Fitch)的实验数据进行了拟合。结果表明,麦蚜种群和玉米蚜种群呈现出不同的规律,3种麦蚜均为减幅减周期的变化趋势,玉米蚜则表现为减幅增周期的变化趋势。此外,该模型的拟合效果较好(R20.942,SSE2.6)、生物意义明确,不仅可用于描述蚜虫以及蚜虫以外的其他昆虫和螨类种群的时空动态,还可准确描述不同年龄阶段和不同空间位置上种群的动态,具有普遍适用性。应用该模型考察不同种蚜虫在同一作物上的竞争情况和蚜虫与其天敌的空间分布动态,可为害虫的综合防治奠定基础;对不同小麦抗性品种上同一种蚜虫的聚集扩散行为进行刻画、分析,还可为小麦的抗性育种提供参考依据。     

昆虫种群空间格局研究方法的最近进展

<正> 昆虫种群空间格局是由物种的行为内禀特征与栖境相互作用而形成的种群个体在空间的分布状况。它的研究无论在生态学理论,还是生产实践上都具有重要意义。空间格局的研究方法可归纳为3类:(1)频次分布拟合x~2检验法;(2)扩散型指数法;(3)回归模型分析法。随着对大量昆虫种群空间格局的实际研究,     

昆虫种群死亡过程的数字模拟

昆虫种群的死亡过程,是影响种群数量变动的一个重要因素。在正确地构造昆虫种群的生长发育模型,并使种群发育时间的理论分布拟合实际资料的同时,必需正确地考虑死亡个体在种群中对数量变动的作用,才有可能全面地表达种群的增长与消亡的数量动态。 有关模拟种群的死亡过程的讨论已发表很多,其中多数只讨论种群总的死亡率(如Pielou,1969)。也有过一些比较详细的结果,甚至可以逐天地根据昆虫存活的最长寿命以及     

玉米地节肢动物群落优势功能集团的组成与演替

近年来 ,对于农作物害虫的研究 ,不再局限于单个害虫的发生规律 ,而偏向于对昆虫群落的研究 ,因为群落是联结种群与生态系统之间的桥梁。对有害生物的综合治理 ,也更加注重对群落结构的影响 ,而不是只考虑某一特定有害生物的本身[9] 。研究和分析节肢动物群落的结构特征 ,对于控制害虫的种群变动及进行综合治理有重要的意义。金翠霞等运用种类丰富度 (ｓ)、均匀性 (ｖ′)和申农系数 (ｓｈａｎｎｎｏｎｉｎｄｅｘＨ′)分析了稻田节肢动物群落和各亚群落多样性的空间层次差异 ,季节动态以及杀虫剂对群落结构的影响[5] 。郝树广等把稻田节肢动…     

空间自相关与分布型指数研究

本文介绍了地学统计学（ｇｅｏｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ）中关于自相关函数、方差图的基本概念。提出了扩散性指数Ｉｚ,当Ｉｚ从０→１变化时,种群的空间分布由均匀→随机→聚集。Ｉｚ可反映不同方向上种群分布情况。以松毛虫种鲜调查资料为例,介绍了这些新概念的应用。结果表明,空间分布型与空间位置、方向有关。当研究昆虫种间空间分布型时,不考由空间位置是不全面的。