害虫综合治理的理论基础和自然控制

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1、害虫害虫综合治理的理论综合治理的理论基础和自然控制基础和自然控制 害虫综合治理是一种以生态学为依 据 强调诸如天敌 气候等自然致死因 素的作用 并寻求对这些自然因素影响 尽可能小的防治技术 以控制害虫的策 略 其实质是一个应用生态学问题 有害生物综合治理 第一节 生物多样性与害虫综合治理 第二节 害虫种群的自然控制 本章主要内容 有害生物综合治理 第一节 生物多样性与害虫综合防治 一 生物多样性的概念及价值 二 生态系统和农业生态系统 三 农田群落的多样性和稳定性问题 生物多样性有哪些内容 物种多样性 已发现和命名 1 500 000 种 植物 260 000 种 昆虫 700 000 种 脊

2、椎动物 500 000 种 共有 5 000 000 30 000 000 种 遗传多样性 所有生命个体差别归功于遗传密码的作用和 基因表达的差别 在DNA长链上不同的排列 组合 决定了基因及生命的多样性 任何一个物种的绝灭 都会带走它独特的基 因 令我们永远地遗憾 生态系统多样性 在地球的表面 到处都有生命在游荡 为适应在不同环境下生存 各种植物 动物和菌类与环境又构成了不同的生态系统 这就是生 命的家园 在不同的生态系统中 各种生命通过一张极其复杂的食物网来获取 和传递太阳的能量 同时完成物质的循环 生态系统的结构 功能 平衡及调节机制千差万别是生物多样性的 重要内容 有害生物综合治理 每

3、平方米地下的动物 线虫 90 000 000 螨 120 000 跳虫 40 000 蚯蚓 2 000 甲虫 900 蚂蚁 人 1万万亿 1 5mg 只 60亿 55kg 人 南极的磷虾 4亿亿吨 地球上丰富的 生物资源 现代人 1060亿 活着的占6 地球可以承受多少人 10亿 1万亿 77 120亿 有害生物综合治理 人口增长 生物资源不合理利用 自然环境遭破坏 生物多样性正在以前所未有的速 度被减少或丧失 堪忧的现状 有害生物综合治理 全球环境面临威胁和挑战 赤潮 乱伐森林 森林火灾 大气污染 有害生物综合治理 每天损失耕地40公顷 损失森林21公顷 11公顷良 田被沙漠化 向江河湖海排

4、放污水85万吨 地球正逐渐失去保证人类生活素质能力 近400年里 已记录到有484万种动物灭绝 随着 世界人口的爆炸 经济的发展 物种灭绝的速 度还要加快 从1990年到2015年 世界上将有60万到240万种 生命灭绝 人类活动破坏了地球将近一半的陆地 正导致自 然界的动植物加速走向灭绝 估计下世纪后半叶 将有三分之一至三分之二的 物种从地球上消失 有害生物综合治理 维护地球生命的过程是由多样性的生命来完成的 生物多样性是地球上生命经过几十亿年发展进化 的结果 是人类社会赖以生存和发展的基础 它们的未知潜力为人类的生存发展显示了不可估 量的美好前景 请问同学们 为何生物多样性非常重要 有害生

5、物综合治理 保护生物多样性就是保护人类自己 l 一个基因可能关系到一种生物的兴衰 一个物种可能影响 一个国家的经济命脉 一个生态系统可能改变一个地区的 面貌 在人类还没有来得及开发应用的众多物种便如此大 量和快速的灭绝了 从此 我们不知道 而且将来永远也 不可能知道这些已经灭绝物种的宝贵价值 全球生物多样 性正在迅速丧失 这不仅意味着我们正失去大量以后可资 利用的资源 更重要的是 那将最终导致我们人类自己 也像其他生物一样 从这个星球上消失 有害生物综合治理 一 生物多样性的概念及价值 一 生物多样性的概念 生物多样性是生物及其与环境形成的复合体以及与此 相关的各种生态过程的总和 是生命系统的

6、基本特征 生命系统是一个等级系统 即包括了多个层次和水平 基因 细胞 器官 种群 生态系 景观 生物多样性研究主要包括 1 遗传多样性 2 物种多样性 3 生态系统多样性 4 景观多样 性 5 人类文化多样性 有害生物综合治理 二 生物多样性的价值 生物多样性是人类赖以生存的物质基础 其价值有 两方面 1 直接价值 从生物多样性的野生及驯化的组 分中 得到人类所需的全部食品 许多药物和工业 原料 在旅游业及娱乐业中起着重要作用 2 间接作用 主要与生态系统的功能有关 主 要表现在固定太阳能 调节水文过程 防止水土流 失 调节气候 吸收和分解污染物 贮存营养元素 并促进养分循环和维持进化进程等7

7、个方面 有害生物综合治理 三 影响生物多样性的可能因素 Pianka曾经提出影响生物多样性的6种可能因素 时间 空间 竞争 捕食 气候 生产力 这些因素可能同时影响着生物多样性 只是 在特定条件下所起的作用程度不同而已 有害生物综合治理 四 保护生物多样性国际公约 1996年6月11日 在巴西的里约热内卢召开的联 合国环境与发展大会上 李鹏在 生物多样性公 约 上签字 该公约有153个国家签字 主要内容 绪言 42条 2个附件 目标 促进保护和持续利用 原则 各国要按照其环境原则开发生物资源 有害生物综合治理 五 生物多样性公约 的保护措施 制定国家的保护生物多样性计划 对生物多样性的组成进行

8、调查 监测及编目 迁地保护及就地保护 关于遗传资源的获取 要保护发展中国家的利益 技术转让 发达国家要以优惠条件 非商业条件转让给 发展中国家 关于财务机制 发达国家要提供援助 保护生物多样性 的基金由全球基金会管理 有害生物综合治理 六 目前生物多样性的热点 生物多样性的调查 编目及信息系统的建立 人类活动对生物多样性的影响 生物多样性的生态系统功能与生态系统的管理 生物多样性的长期动态监测 物种濒危机制及保护对策的研究 栽培植物与家养动物及野生近缘种的遗传多样性研究 生物多样性保护技术与对策 有害生物综合治理 七 生物多样性的研究内容 有害生物综合治理 八 植被多样性的概念 植被多样性是指

9、植物的种类组成 空间格局 时间上的交错和重叠 植被多样性对害虫发生影响的三个假说 1 关联抗性 2 天敌假说 3 资源集中假说 有害生物综合治理 1 关联抗性 多种植物混栽在一起时 在各自原有的基础上 将产生关联抗性 这些植物出了分类上的多样性外 在物理结构 化学环境 微生物等方面的复杂性增加 可对害 虫危害的防御和抵御产生协同增效作用 当亲缘关系较远的植物在一起时 受害程度低 有害生物综合治理 2 天敌假说 enemies hypothesis 天敌假说认为 多样化的农田生态系统比单作系统具有更为丰富和多 样的害虫天敌 因而具有更强的控害能力 就害虫治理而言 多样化 的栖境为天敌成虫提供了许

10、多重要的 纯作系统所不具备的辅助食物 从而减少了天敌迁出或绝灭的可能性 广谱性捕食者和寄生物在多样化栽培系统中更丰富 其原因可能有 1 捕食者种类多 时间上分布连续 可供取食 2 可取食到某些在单一植物条件下不能得到的食物 3 它们可搜索不同微生境中的植食者 4 食物或寄主更易得到 5 花粉 花蜜更丰富 存在的季节更长 有害生物综合治理 天敌假说 专性较高的捕食者和寄生者在多样化栽培的生态系统中更丰富 因 为 有利于被捕食者或寄生的连续生存 从而有利于天敌的连续生 存 有利于建立稳定的害虫 天敌关系 某些专性较高的天敌则在多样化栽培系统中数量可能更低 原因 1 搜索寄主的化学信号受到干扰 使天

11、敌的搜索效率降低 2 各种植物分布边缘不清晰 使天敌迁移性增大 3 植物物理结构的多样性可能会降低天敌的搜索效率 有害生物综合治理 3 资源集中假说 resource concentration hypothesis 资源集中假说认为 特定植物组合可能对植食者发现和利用寄主植 物的能力有直接影响 其效应体现在两方面 一是这些植物组合体 可能掩盖植食性昆虫赖以寻找寄主的视觉或嗅觉刺激信号 结果减 少了害虫对寄主植物的侵害 二是这些植物组合体可能改变生境内 的微环境和植食者的运动行为 致使它们从寄主植物上迁出增多 可能导致寄主植物上的害虫数量减少 许多植食性昆虫 尤其是寄主范围较窄的植食性昆虫 更

12、易发现并 停留在范围大 密度高的单种植物上 相反 多样化的栽培 使害 虫 植食者 发现和利用寄主植物的能力受到影响 有害生物综合治理 九 生物多样性与害虫综合治理关系如何 生物多样性与农业害虫综合治理的关系密切 在现代农田生态系统中 人类为了满足自身的需要 通常是把自然界的植物群落改造成为大面积 种植单种特定的作物 人为地排除其他植物种类的竞争以提高作物的产 量 当人类对自然群落进行改造后 群落原有的相互作用受到干扰 群落将失 去自我协调的功能 由于单一化的作物不断取代自然植被 降低了农田 的物种和生境多样性 结果导致农田生态系统的不稳定和害虫问题的更 加恶化 生物群落作为农田生态系统中有生命

13、的部分 其物种组成 类群结构 季节动态等方面都有显著的特点 在研究农田生物多样性时 必须根据这 些特点加以分析 以便合理地保护和利用自然天敌对害虫的控制作用 有害生物综合治理 十 生物多样性与害虫发生危害的关系如何 经典生态学理论认为 在一个生态系统内 生物多样性 有利于保护系统的稳定性 从而减少害虫的暴发成灾 而许多经验观察和试验支持这一论点 但也有一些例外 害虫防治的任务通常不是在于维持系统的稳定性 而是 在于压低害虫种群数量 生物多样性的提高 有利抑制害虫的发生 有害生物综合治理 二 生态系统和农业生态系统 生态系统是在某一特定的景观的地域或一定的空间范 围内 所有的生物及其环境要素通过

14、物质循环和能量 流动 相互作用 相互依存的一个 动态系统 农业生态系统是一个人工生态系统 是在人类的干扰 设计下实现的 由所有栖息在作物栽培地区的生物 群落及其所有周围环境所组成的单位 有害生物综合治理 农田生态系统 agroecosystem 是指用于人类农业栽 培目的而经过改造和单纯化的动植物及其栖息环境所 构成的生态系统 是以农作物为核心 人为地对自然生态 系统进行改造而建立起来的生态系统 人类为了达到自身的目的 通常是大面积种植单一品种 的作物 人为地排除其他植物种类的竞争以提高作物的 产量 结果导致系统中植被较单纯 群落结构趋于简单 群落的物种数和个体数 包括许多害虫的天敌 都比自然

15、 生态系统少 生物多样性也较低 有害生物综合治理 农田生态系统中节肢动物群落的发展和物 种间的协同进化 一 农田生态系统中节肢动物群落的发展 二 物种间的协同进化 有害生物综合治理 一 农田生态系统中节肢动物群落的发展 农田生态系统中的生物群落是一个以作物为营养基础的 生物群落 作物处于第一营养级 以农作物为食的植食者 herbivores 包括大量植食 性害虫处于第二营养级 以植食者为食的肉食者 carnivores 包括取食各种 植食性的寄生性和捕食性天敌处于第三营养级 以肉食者为食的肉食性动物 包括一些大型捕食性动物 及重寄生性昆虫 处于第四营养级 有害生物综合治理 1 农田生态系统的特

16、点 作物资源的种类 如栽培作物种类及其它植物 和随着 作物生育期或年龄的变化会引起昆虫生理 营养和空间 复杂性等改变 作物生长期还可通过影响昆虫食物资源的生理 营养和 结构复杂性的变化而影响到农田节肢动物群落的发展 有害生物综合治理 2 农田生物多样性的特点 农田生物群落是在人类从事农业生产活动的直接影响下形成和演替 的 其特点是 1 人类为了自身的利益 不断施加影响 使农田生态系统朝着有利 于农作物生产 提高产量的方向发展 2 农田往往只种植一种作物 即使进行混栽 也仅是两种或几种作 物的间作或套种 且作为主要的栽培作物的品种也很少 例如 美 国用2 3个主要的大豆品种种植在60 70 的大豆地上 用4个主 要的土豆品种种植在72 的土豆地上 用3个主要的棉花品种种植在 53 的棉田 3 农田中植被的种类组成及结构比较简单 植物群落的多样性较 低 据报道 全世界的农业用地主要种植12种谷类 23种蔬菜 大约35种水果和坚果作物 即在世界现有的大约14 4亿hm2农用土 地上种植的作物不超过70种 这与热带雨林的生物多样性形成鲜明的 对照 在那里 每公顷土地上的植物就超过100种 4