云杉蚜虫-天敌-杀虫剂相互作用控制模型的动态特性

使用微分方程与控制理论研究了使用杀虫剂对一类云杉蚜虫与其天敌相互作用模型的动态特性的影响．其中包括云杉蚜虫-天敌-杀虫剂相互作用控制模型正平衡点存在个数及正平衡点的稳定性与杀虫剂使用量的关系．研究结果表明：适当地使用杀虫剂可以在天敌数量不足的情况下控制害虫爆发的事件．     

一类害虫与天敌模型的稳定性

本文研究一类害虫——天敌模型的稳定性,得到系统（E）的正常数平衡点为渐近稳定的充分条件,发展了文献[1],[2]的结果．     

一类具有HollingⅡ反应的害虫治理的Filippov模型的研究

首先,在不采取综合害虫治理策略的情况下,本文给出一个具有HollingⅡ反应的害虫模型的正平衡点的存在条件和正平衡点的全局稳定性条件;其次,把害虫种群数量作为害虫综合控制的指标,利用阈值控制策略建立了一个具有HollingⅡ反应的害虫治理的Filippov模型,并系统地对该模型的动力学性质进行分析,其中包括模型的滑线区域,真、假平衡点及伪平衡点的存在性和稳定性.     

关于一类害虫治理流行病Filippov模型的动力学性质分析

首先,在不采取综合害虫治理策略的情况下,本文给出一个具有流行病的害虫模型的正平衡点的存在条件以及无病平衡点和正平衡点的全局稳定性条件;其次,把易感害虫种群数量作为害虫综合控制的指标,利用阈值控制策略建立了一个害虫治理流行病Filippov模型,并系统地对该模型的动力学性质进行分析,其中包括模型的滑线区域,真、假平衡点及伪平衡点的存在性和稳定性．     

害虫种群动态模型的燕尾突变分析

在农田生态系统中,以作物状况、气象因素及天敌分别为3种控制变量,以害虫种群数量动态为状态变量,建立了燕尾突变模型,并用燕尾突变模型的性质分析害虫种群数量动态中产生的突变现象.具体对燕尾突变的分歧点集所分各个控制区域的系统势函数形式和平衡点情况进行了分析,说明了害虫种群数量发生突变的条件和机理,为实际应用提供理论依据.同时利用燕尾突变的性质直观描述了害虫种群数量变化中的突跳和滞后等现象.     

一类食饵捕食系统的Hopf分岔及周期解的稳定性

首先建立了具有时滞的三种群食饵捕食模型,并研究了平衡点的存在性,接着应用规范化方法和中心流行定理研究了Hopf分岔以及分岔周期解的稳定性.并举例论证.     

节肢动物群落稳定性分析灰典型相关模型及其应用

稳定性是生态系统最重要的特征之一。根据累加生成可增强两单调增序列线性相关性原理,应用典型相关分析方法,以比值mn/mp(mp为害虫个体数,mn为天敌个体数)为测度群落稳定性的指数,构建群落稳定性分析灰典型相关模型。具体做法是:(1)将各种群的数量序列按害虫各次总数量的递增顺序进行重排,用各种群数量序列的极差去除该序列,将其无量纲化,然后对各序列进行累加生成;(2)以害虫各种群为一组变量,天敌各种群为另一组变量,应用典型相关分析的方法,求出各对典型变量。对达到线性拟合要求的典型变量对,以害虫为自变量,天敌为因变量建立回归方程,并对这些方程中的变量进行累减还原;(3)对这些方程进行线性组合,合并成一个方程,组合系数是使这些害虫典型变量的线性组合与害虫总数量序列的线性相关值达到最大;(4)引进转换系数的概念,建立天敌、害虫总量相互转换模型,该模型称之为灰典型相关模型,通过模型可分析各种群在群落稳定性中的作用。将模型应用于福州金山茶园节肢动物群落的稳定性分析,所得结果与实际基本相符,表明建立的灰典型相关模型是可行的。     

温室内大花植物对天敌丰度及其控害功能的影响

【目的】大花植物(花粉和花蜜)能否为特殊的寒地温室内各种昆虫的成虫期补充营养,提供食物来源进而影响温室内天敌的控害功能是当前保护地内防控害虫的关键的科学问题之一。【方法】本实验连续两年选择调查了哈尔滨市郊区(寒地,北纬45o)三栋大型玻璃温室的花卉作物栽培引入情况并用粘虫板连续监测了温室内各种节肢动物丰度动态,分析了温室内大花植物栽培比例对各类(种)优势害虫丰度,寄生性天敌及捕食性天敌丰度的影响,探讨了不同天敌类群丰度的关系及害虫多样性与总丰度等关系。【结果】研究表明:较高比例的大花植物栽培整体上能提高害虫的多样性指数,抑制各种害虫种群的暴发,但单一种类的大花植物也会导致较为严重的害虫发生;影响寄生性天敌类群的环境因素与影响捕食性天敌的因素相似,而捕食性天敌(体型较大)对化学农药的喷洒相对更为敏感。【结论】研究结果可为田间生物控害工程的"功能植物"筛选提供信息,为设施农业害虫生物防治提供科学依据。     

豆田刺吸类害虫、天敌自然种群消长规律及其群落结构的研究

在豆田群落中,常见的天敌昆虫及有益生物为12科13种,它们对寄主均有很强的选择性．小花蝽是大豆蚜的主要天敌,系优势种,其次是龟纹瓢虫．大青叶蝉的主要天敌是蜘蛛类,三突花蛛和草间小黑蛛为优势种．在长期不施用农药的环境下,天敌自然种群对控制害虫发生危害的作用明显．经数学分析,建立了12个数学模型,进一步揭示了两种刺吸类害虫与其天敌之间的关系;天敌种群消长、害虫种群消长与时间变动的关系．尤其通过对豆田群落生物的多样性、稳定性动态分析,表明豆田群落在8月9日至8月29日多样性指数和稳定性指数最大;同时亦表明豆田群落的多样性指数愈高,群落的稳定性愈强．     

害虫治理的病毒感染模型

研究了一类食饵受病毒感染的生态流行病模型,考虑脉冲释放病毒颗粒和自然天敌来进行害虫治理.利用Floquet乘子理论、小振幅扰动技巧和比较定理证明了害虫灭绝周期解的全局渐近稳定性以及系统持续生存的充分条件.结果为现实的害虫管理提供了科学依据.     

作物——害虫——天敌系统的研究方法

作物——害虫——天敌系统包括作物——害虫、害虫——天敌两个子系统,其系统模型通过耦合两个子系统模型而建立.本文概述了系统的两种主要研究方法:作物生态学的桥梁作用以及害虫对作物的为害,目的就是为了模拟与控制系统.     

蜜粉源植物对天敌昆虫的作用及其在生物防治中的应用

寄生性和捕食性天敌昆虫成虫普遍存在通过取食蜜粉源植物补充营养的行为,这可不同程度地促进天敌昆虫性成熟、延长其寿命、提高其生殖力或寄生率,以及搜寻寄主效率和子代雌性比率,从而显著提高天敌昆虫在生物防治中的控害能力和效果。蜜粉源植物花的结构及植物对天敌昆虫产生的嗅觉、视觉信号和花蜜花粉对天敌昆虫产生的味觉信号又显著影响天敌昆虫选择蜜粉源植物的行为和结果。但是,蜜粉源植物也可成为害虫的补充营养植物,从而提高害虫的为害能力。因此,需深入研究不同蜜粉源植物对天敌昆虫及害虫的作用,趋利避害,才可能应用蜜粉源植物成功调控天敌与害虫的益害比,实现害虫的可持续控制。     

害虫综合治理模型及其最优控制

针对最优害虫综合治理问题,首先建立农作物药效模型,与害虫-天敌动态模型结合起来,建立喷洒杀虫剂和释放天敌的脉冲控制模型,并分析周期解的稳定性.然后利用最优控制理论,求出最适杀虫剂药量和喷洒时间间隔,使得杀虫剂药量在农作物的残留最少,同时使害虫数量控制在经济危害阈值以下,给出一个利用杀虫剂控制农业害虫的最佳方案.最后,通过数值模拟解释这一方案的执行.     

五种植物作为南方小花蝽储蓄植物的适合性评价

储蓄植物系统作为一种开放式的天敌饲养系统,越来越多地应用到温室及田间的害虫防治.南方小花蝽 Orius similis Zheng可捕食蓟马、蚜虫等多种害虫,是农业上一类极具应用价值的捕食性天敌.为提高南方小花蝽的控害效果,建立南方小花蝽储蓄植物系统是一种极为有效的方法.为了筛选适用于南方小花蝽保育和增殖的储蓄植物,进...     

作物多样性对害虫及其天敌多样性的级联效应

植物物种丰富度对植食性、寄生性和捕食性节肢动物多样性的影响是群落生态学的一个重要研究内容.探讨了作物物种丰富度对害虫及其天敌多样性的影响.通过连续4年5个作物物种丰富度水平的野外实验,发现作物物种丰富度显著性影响害虫物种丰富度,但对天敌物种丰富度的影响甚微.然而,害虫物种丰富度却显著影响天敌物种丰富度.这些发现表明,相邻营养层之间的级联效应较强,而不相邻营养层之间的作用关系被中间营养层所弱化.此外,本研究还发现,混栽田中节肢动物群落稳定性高于单一种植田中节肢动物群落稳定性.本研究结果突出了不同营养层之间复杂的作用关系以及作物多样性在农业生态系统食物网中的关键性角色.     

虫害诱导植物间接防御反应的激发与信号转导途径

植物通过产生和释放挥发性物质增加植食性昆虫的天敌对其寄主或猎物的定位,减少植食性昆虫对植物的取食,从而达到间接防御的目的。植物对植食性昆虫所做出间接防御反应激发因子和信号转导途径的研究,对应用虫害诱导植物挥发物引诱害虫天敌,并进一步从植物、植食性昆虫及其天敌间三级营养关系,研究动植物协同进化机理和病虫害防治具有深远意义。本文根据国内外最新研究进展,对虫害诱导植物间接防御反应的激发因子,昆虫取食信号的转导途径及对植物间接防御相关基因的激活等方面进行了系统地综述。     

害虫天敌的植物支持系统

保护天敌,使天敌长期有效地控制害虫是保护性生物防治的核心内容。其中,植物在维持和促进天敌控制害虫中的重要性和作用越来越受到关注。本文概述了各种支持天敌发挥效能的植物类群,论述了蜜源植物、储蓄植物、栖境植物、诱集植物、指示植物、护卫植物等在支持天敌生存和繁殖方面的生物功能,评述了研究和应用这些植物时需注意的问题,提出了科学利用这些植物以维持和增强农业生态系统中天敌发挥控害作用的植物支持系统,并指出了由于对这些植物类别的界定和定义模糊所带来的不便,给出了相应的建议。     

一个具有阶段结构和时滞效应的综合害虫治理模型的研究

运用脉冲泛函微分方程,建立了具有阶段结构和时滞效应的固定时刻分别喷洒杀虫剂和释放天敌的害虫治理模型,分别考虑在一个喷洒杀虫剂周期内多次释放天敌和在一个释放天敌周期内多次喷洒杀虫剂这两种情况,详细研究了这两类模型的动力学性质,给出了害虫灭绝周期解的存在性和全局吸引性的充分条件.本文具有很强的生物意义,为综合害虫治理问题提供了可靠的依据.     

营养液对植物影响的数学模型的全局稳定性

营养液的合理调配,对促进植物早熟、生长,抗干旱,防虫害具有重要意义.本文根据营养液和植物生长规律的关系,建立了营养液浓度-植物生长量的数学模型.通过比较原理,得到模型有界正解的存在性,进而利用特征值法、Liapunov函数法对模型的动力学特性进行分析.证明了模型平衡点的存在性,并讨论其稳定性,得到系统正平衡点的全局稳定性,为现实的无土栽培管理提供理论依据.     

具有疾病的棉铃虫—棉花SIS模型分析

棉铃虫是棉花蕾铃期重要钻蛀性害虫,也是中国棉区蕾铃期害虫的优势种,近年为害十分猖獗,给棉花生产带来了巨大的损失.由于棉铃虫依附于棉花生长,所以研究棉花与棉铃虫之间的依存制约关系对棉铃虫的防治有着重要意义.本文研究易感棉铃虫、感染疾病的棉铃虫和棉花之间的关系,构建"棉铃虫—棉花"的具有疾病的SIS模型,研究了系统的正平衡点和基本再生数R_0,利用了Hurwitz定理证明了正平衡点处渐进稳定性,通过构造Liapunov函数和Dulac定理说明了正平衡点的全局稳定性.数值模拟的结果也说明了所得结论的合理性,同时得出了当R_0 1时,棉铃虫和棉花的数量达到平衡.