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森林昆虫生态

如粉蝶尺蛾,喜欢温暖避风的环境,故多发生于光照充足、气温较高的半阳坡云杉林分。捕食性和寄生性昆虫、肉食性动物、各种病原微生物是森林昆虫的天然敌害,它们对森林害虫的发生起到很大的抑制作用。森林昆虫种群森林昆虫不是单个孤立存在于森林环境中,而是与很多同种个体共同生活于林分内。栖境内同种的所有个体称为种群,或单种种群。同一栖境内彼此有生态联系(如捕食者与被食者,寄生物与寄主

森林昆虫和森林环境的相互关系。在森林生态系统中,森林昆虫、其他生物和非生物相互联系和影响,形成不可分割的统一体。

影响森林昆虫的环境因素

包括气候因素、土壤因素和生物因素。

气候因素

有温度、湿度、光、风等。①由于昆虫体温随环境温度而发生变化,因此,森林环境温度对森林昆虫的新陈代谢速度和行为产生直接的影响,决定着它们的分布、发育速度、活动和存活状况,以及一年中发生的世代数目等。②环境湿度与虫体水分的平衡及其病原微生物的孳生和蔓延密切相关,从而对森林昆虫的发育和存活发生很大的影响。在自然条件下温度和湿度总是综合影响于森林昆虫。它们对森林昆虫的影响包括直接影响及通过对林木、土壤和天敌的间接影响。在低温高湿气候下,林木含水量增多,酸度增大,营养物质减少,使昆虫营养状况变坏,同时潮湿天气为森林昆虫病原微生物的发生和蔓延提供了条件,使森林昆虫因感病而大量死亡。③光对森林昆虫的行为和活动有很大的影响。昆虫在进化过程中对光的强度、波长和昼夜变化周期(光周期)产生了不同的适应性,表现为白天或黑夜活动和生活于不同林分密度的习性。一般生活于林分密度大的森林昆虫习惯于光线较弱的阴暗环境,而生活于疏林或林缘的森林昆虫则喜欢强光,所以林分密度的变化对于森林昆虫的发生和危害程度有密切关系。部分昆虫有趋光性,而且偏于短光波,例如夜出性昆虫对紫外光灯非常敏感,呈现正趋性。光照周期的变化是不少昆虫发生滞育的重要原因,短日照滞育型昆虫在日照时数减少时便进入滞育状态,而长日照滞育型昆虫则在日照时数增多时发生滞育。④风可对昆虫的迁移和分布发生直接的影响,如马尾松毛虫一龄幼虫常吐丝下垂随风蔓延。由于风可改变环境温、湿度,从而对昆虫的生命活动产生间接的影响。大风使林木风折或风倒,为小蠹虫、天牛等蛀干害虫的发生创造有利条件。

土壤因素

土壤是某些森林昆虫的栖境。有些终生生活于土壤中,如白蚁、蝼蛄、蟋蟀等;有些则以某一发育阶段在土壤中度过,如:竹蝗的卵,舟蛾的蛹,地老虎幼虫和蛹,金龟子的卵、幼虫和蛹。土壤的理化性状、机械组成和温湿度对土栖昆虫的生长、发育和活动有明显的直接影响。土壤特性和肥力状况由于左右着土面的植被类型和林木生长状况,从而对森林昆虫产生较大的间接影响。

生物因素

包括森林昆虫的寄主和天敌。林木是森林昆虫赖以生存的寄主植物。各种森林害虫因新陈代谢类型不同,或取食同种林木的不同部位,或取食不同种类的森林植物。多食性的森林害虫虽可取食多种森林植物,但长期适应的结果,有其最喜爱的寄主植物,同时在最喜食的寄主上取食时,生长发育快,繁殖力高,死亡率低。森林昆虫的发生和发展与林分组成林龄、坡向、地被物等有着密切的关系。在纯林中,害虫容易获得充足的食料,生物群落简单,天敌种类和数量较少,在气候适宜时害虫容易大量发生,酿成灾害。在混交林中,森林植物种类多,害虫的喜食寄主植物分散,生物群落组成复杂,天敌的种类和数量较多,则不利于森林害虫大量发生。不同林龄的林分,森林昆虫发生的情况也有所不同,一般幼林阶段以根和嫩枝、幼干害虫为主;中、壮年林以食叶害虫为主;而在成、过熟林中,由于林木生长势弱,对蛀干害虫的发生有利。疏林和林缘光照强,温度高,湿度低,利于喜欢温暖和强光的种类发生;而郁闭度大的稠密林分,则适于喜荫种类生长和发育。林分所处的地形、地势不同,小气候因之有很大的差异,森林昆虫的发生和危害情况也相应有所不同。如粉蝶尺蛾,喜欢温暖避风的环境,故多发生于光照充足、气温较高的半阳坡云杉林分。捕食性和寄生性昆虫、肉食性动物、各种病原微生物是森林昆虫的天然敌害,它们对森林害虫的发生起到很大的抑制作用。

森林昆虫种群

森林昆虫不是单个孤立存在于森林环境中,而是与很多同种个体共同生活于林分内。栖境内同种的所有个体称为种群,或单种种群。同一栖境内彼此有生态联系(如捕食者与被食者,寄生物与寄主,以及共生、共栖等)的一些生物种的个体总和称混合种群。

种群结构

指种群内某些生物特征互不相同的各类个体群在总体内所占的比例分配状况。其中最主要的是性比和年龄分布。①性比:为种群中雌性个体与雄性个体的比例。在不同种类中有所不同,一般1∶1。如两性比例相差过大则会影响种群数量的增减,但有多次交配习性的种类,种群中雌性比虽较高,亦不会影响种群增殖。一些可营孤雌生殖的昆虫如蚜虫、瘿蜂等,在种群结构分析时,可不考虑性比问题。②年龄分布:种群内卵、幼虫、蛹和成虫等各虫态所占的比例。是种群结构的重要特征,对种群的出生率和死亡率有很大的影响,与种群数量变动密切相关。此外,一些在形态上有多种类型的昆虫,种群中各型个体所占比例也是种群结构特征之一,与种群数量变动有关。森林昆虫在林分中的分布情况,随虫种的生活习性、发育阶段和虫口密度而不同,同时受寄主、地形、光源远近和小气候等外界环境条件的影响。常见的有随机分布型、均匀分布型和团块分布型,其中以团块分布型最为常见。了解森林昆虫的空间分布情况,不仅有助于了解它们的生物、生态学特性,而且对于确定正确的调查取样方法,作好种群数量估计和开展虫情预测预报及选择适当的防治方法等都有很大的意义。

种群关系

单种种群内个体间一般不发生矛盾,但在食物缺乏时,为了生存常因争夺食物而互相竞争,捕食性的种群内甚至可能出现互相残杀的现象。混合种群各种群间的关系则较为复杂,有的和谐地共同生活于同一场所内,或表现出彼此不能分离的互惠共生关系,有的则因取食与被取食而相互影响和制约,发生密切的生态联系。捕食性昆虫以其他昆虫作为猎物,积极搜寻和捕食,以获取生长、发育所需要的营养物质。被捕食的昆虫则设法以各种方式(假死、拟态、隐栖……)逃脱捕食者以求在生境中生存下去。寄生性昆虫,寄生于其他昆虫体内或体外,以寄主组织或体液作为营养。捕食性和寄生性昆虫本身又被其他捕食性和寄生性昆虫及肉食性动物所捕食或寄生,从而通过种群间的食物联系在生境中构成错综复杂的食物链或食物网关系。在森林害虫生物防治中,可培养、散放或引进天敌昆虫,或其他食虫动物,改变食物链、食物网的结构,以抑制森林害虫的发生和发展,保护林木免遭害虫严重危害。

种群动态

森林昆虫的种群数量经常在时间和空间上随其出生率、死亡率和迁移率的变化而发生变动。当种群的出生率高于死亡率,或迁入多迁出少时,种群数量将增加;反之,如种群的出生率小于死亡率,或迁入少、迁出多时,种群的数量将下降。种群的数量变动有多种类型,常见的有:①低发型:有些森林昆虫的种群发生于临时发生地上时,由于遗传特性或外界环境条件的影响,导致出生率低、死亡率高,因而种群基数较少,在林分中经常保持较低的种群数量水平,对森林不发生明显的危害。如绒星天蛾,其幼虫食叶量虽很大,但成虫只零星产少数卵于白蜡树或女贞树上,而且其卵和幼虫常被天敌寄生或捕食,在发生区内数量一般较少。②偶发型:有些森林害虫,一般年份数量较少,属于低发型;但个别年份由于偶然出现可促使其大量发生的有利自然因素,或由于人为造成有利于其生长、发育的结果,形成猖獗危害。但其扩展范围小,延续时间短,往往只经过少数几代就衰亡下去,而且一蹶不振。如落叶松绶尺蛾,60年代曾在中国黑龙江一度猖獗危害,但此后的20多年间一直未再大量出现。③常发型:有些森林害虫在林分中种群密度上升后,年年维持较高水平,经常造成严重危害。如油松球果小卷蛾、白蜡叶蜂、白蜡树卷叶绵蚜等严重时可把嫩梢或树叶损害殆尽,第二年又在发生区内继续危害。④间发型:有些大面积成灾的森林害虫,几年大发生一次,形成间歇消长或周期性猖獗的现象。如马尾松毛虫、桤木叶甲等,在大发生年份虫口密度极大,危害相当严重,常造成巨大的经济损失,但在大发生之后,种群密度陡降,数量甚少,随后经过几年的数量积累又再度猖獗成灾,形成大起大落的情况。以上四种类型中,低发型和偶发型害虫,种群密度不大,一般在较低水平上波动,因此,危害性小,而常发型和间发型的害虫则属于严重害虫,常造成灾害性损失。有些森林害虫在其分布区内的不同地区,种群密度有较大的差异,一些地区种群密度较大,经常猖獗危害,而在另一些地区则数量甚少,一般不大量发生。前者属于其发生基地或虫源地,后者则属于其边缘发生地或临时发生地。种群在一定地区的分布和发生情况决定于种群的特性和生境内生物群落的组成,及其和其他环境条件的关系。如粗鞘双条杉天牛,在中国长江以南杉木散生林区或混交林带中属于低发型害虫,但在大面积成片营造杉木纯林后,环境条件发生变化,对害虫发生有利,逐渐成为杉木林的常发型毁灭性害虫。害虫数量变动的原因有几种看法:①气候因素观点,认为气候因素是引起种群数量变动的主要原因;②生物因素观点,认为森林昆虫种群数量的变动,主要由生物因素引起;③气候、生物因素观点,认为森林昆虫种群数量变动主要由于气候、生物因素二者互相影响综合作用的结果。此外,还有人认为种群数量变动是该物种的遗传特性与外界环境条件相互矛盾统一的结果,是外界环境因素通过内在的遗传特性而起作用,并表现出时间和空间上的差异,在不同条件下引起种群数量变动的主导因素也不同。种群在其数量上有一定自我调节能力,种群动态是种群在与环境相互作用的过程中通过内外部调节机制取得暂时平衡的结果。在影响种群调节的各种因素中种群内部的原因如性比、年龄分布、扩散或迁移、空间分布型、遗传特性以及种内竞争与互助等,是种群调节的主要原因,而环境中气候因素的影响则是进行调节的外部条件,对种群数量变动的速率有很大的影响。食物、天敌等对单种种群而言属于种群调节的外部条件,而对互相有密切联系的混合种群而言则属于种群调节的内部条件。