第六节 昆虫与环境的关系

昆虫在漫长的进化过程中形成了对各种生物因子及非生物环境的适应性，在复杂多变的环境中繁衍生息，相互之间也形成了各种复杂的制约关系。

昆虫在自然界的发生发展除与自身的生物特性有关外，还与周围的环境紧密相关。环境条件主要包含生物因子、非生物因子和人为因子三大类。其中，生物因子如动物、植物、微生物等，主要包括食物和天敌。食物因子如寄主种类、寄主数量、寄主分布、人类活动等，天敌因子如捕食性、寄生性天敌等生物的情况。非生物因子包括气象因子如温度、湿度、光照、风雨、气流、土壤因子等。土壤因子如土壤矿物质成分、土壤温度、土壤湿度、土壤理化性状等。人为因子主要是指人类的生产实践活动对昆虫的影响等。

昆虫在自然界中通过物质交换和能量代谢的方式与环境发生联系，昆虫及其环境是一个复杂的体系，环境体系中各因子彼此联系、互为制约而又同时综合作用于昆虫。不同种类的昆虫对环境条件的要求及其适应的程度有所不同，环境条件适宜，利于昆虫的发生发展，环境条件恶化，又在一定程度上制约昆虫的发生发展。

生态学是研究生物与环境的关系以及各种生物间相互关系的科学。昆虫生态学是研究昆虫及其环境关系的科学，为环境保护、资源昆虫利用、生产增产增收等服务，同时，也是生产实际中害虫预测预报及进行害虫综合防控的理论基础。

目前，随着环境污染、气候变暖、人类活动等因子的影响，生态平衡遭到不同程度的破坏，人类的生产及生活环境不断恶化，越来越多的国家越来越重视生态学理论的研究以及生态控制技术的研究及利用。

一、非生物因子的影响

(一)温度对昆虫的影响

温度是气象因子中对昆虫影响最显著的，昆虫的发育进度及发生世代数等都受温度的直接影响。昆虫是变温动物，缺乏体温的生理调节机能，昆虫体温的变化取决于周围环境的温度，环境温度的变化对昆虫的生长发育、繁殖及种群数量消长等都有很大的影响。

1．发育温区的划分

昆虫有一定的开始生命活动的温度界限，即环境温度必须达到这个界限，昆虫才能开始发育、生长，这个温度称为发育起点。温度在发育起点以上的一段范围内，都能较快地正常生长，该温度范围称适温区，也是昆虫生长发育的有效温度范围，一般为8—40℃。在适温区内，最适合昆虫生长发育和繁殖的温度范围，称为最适温区，一般为22—30℃。在适温区以上，有高温停育区或更高范围的致死高温区；反之，在发育起点以下，有一个停育低温区或更低范围的致死低温区。

昆虫在最适温度范围内的主要表现：

(1)各虫期的发育速度最快；

(2)昆虫活动旺盛，而体内能量消耗最小；

(3)生殖力最大；

(4)死亡率最低。

在一定温度范围内，温度升高可以加强酶和激素的催化活性，加快昆虫体内的生化反应，使昆虫发育速率加快，但温度过低，又可以导致昆虫体内养分过分消耗，甚至体液结冰，使昆虫生长发育停滞，甚至死亡。昆虫高温致死的原因主要是体内水分过度蒸发和蛋白质变性等，昆虫经高温后，往往表面上看不出变化，但以后的发育、生殖和寿命等情况会受到较大影响。低温致死原因主要是使体液结冰、原生质脱水、遭受机械损伤、生理机能被破坏而导致死亡。

图1-39中温区的划分只是大体上的范围，表示在不同温区下的生理发育特点。实际上由于昆虫种类、性别、季节、发育阶段等因素的差异，昆虫对温度的反应和适应情况存在较大的差异。在一定的温度范围内，昆虫的新陈代谢率和体温成正比。

2．有效积温法则

昆虫在一定的有效积温范围内，完成一定的发育阶段(一个虫期或一个世代)，需要在发育起点温度以上积累一定的温度。理论上，发育所经历的时间与该时间内有效温度的乘积是一个常数，这就是有效积温法则，其相互关系式如下：

K＝N(T－C)或N＝/(T－C)

式中：K——积温常数，单位为d·℃；

N——发育时间，单位为d；

T——温度，单位为℃；

C——发育起点温度，单位为℃。

例：国槐尺蠖的卵在27.2℃条件下需要4.5d，在19℃条件下需要8d，才能完成发育。

将数据代入公式计算得：

K＝(27.2－C)×4.5

K＝(19.0－C)×8.0

从而得出：K＝84.3d·℃; C＝8.5℃。

在实验中，为了使数据更真实可靠，往往设置多个温度处理，采用最小二乘法推算，以减小实验误差。

利用有效积温法则，可以有目的地指导实践生产，如推算某种昆虫在某地可能发生的世代数、预测害虫的发生期、养殖中控制昆虫发育速度，等等。有效积温法则是我们进行害虫预测预报、外来入侵害虫风险评估、益虫饲养管理的基础。其在生产实践上的具体应用如下：

(1)已知某种昆虫完成一个世代所需的有效积温数值和某地常年温度后，可计算该虫在某地的发生代数。

(2)已知一种害虫或一个虫期的有效积温与发育起点温度，可进行发生期预测预报。

(3)释放天敌时，可通过调节饲养温度控制天敌发育进度，以更好地与田间害虫发生期吻合。

(4)预测昆虫的地理分布界限。

有效积温法则在应用上的局限性：

(1)在适温区T＝C＋K/N 呈直线关系，在适温区之外，事实上温度与发育速率往往不呈直线关系。

(2)有效积温数据往往是在室内恒温条件下获得的，但昆虫在自然界的发育处于变温条件下，同时还受湿度等条件的影响，存在一定差距。

(3)有些昆虫在生理上有滞育、休眠等生长发育停滞的时期，在此期间，有效积温法则是不适用的。

有效积温法则在实际应用中有一定局限性，因此，我们在应用时要注意各种因素对昆虫生长发育的综合影响。

(二)湿度对昆虫的影响

水不仅是昆虫生命体的组成成分，而且是昆虫生命活动得以维持的重要物质，昆虫通过呼吸、排泄、体壁等可向外散失大量的水分，必须不断地从环境中获取水分，使消耗和失掉的水分得到及时补充，从而达到体内水分的代谢平衡。昆虫获得水分的方式主要是取食动植物、体内有机物代谢水等，不同种类昆虫或同种昆虫的不同发育阶段，对水的要求不同。部分昆虫如蛾类、蝶类的成虫可通过长长的喙管吸食植物上的露水或雨水，通过直接饮水来补充体内水分的不足。

环境湿度主要影响昆虫的成活率、生殖力和发育速度，从而影响昆虫种群的消长。昆虫对湿度的要求因种类、发育阶段等而异。

一般地，昆虫在适宜的相对湿度下，新陈代谢最为活跃，昆虫最适相对湿度在70%—90%，湿度过高、过低均可对昆虫的生长、生殖等造成不同程度的影响。例如米象在空气湿度60%以上的环境中，才能产卵；黄粉虫在20%的低湿条件下，每头雌虫仅产卵4粒，当湿度增至65%时，每头雌虫产卵量可达102粒。

干旱条件下，有些咀嚼式口器、刺吸式口器的害虫如蝗虫、螨类等，为了得到足够的水分而必须大量取食，此时由于干旱，寄主植物汁液浓度相对增大，在一定程度上提高了营养成分，利于害虫的大量繁殖。所以，实际生产中，螨类、蚜虫、蝗虫等害虫一般在天气干旱，时发生数量较多，危害较严重。

在自然界中温度和湿度总是同时存在，相互影响，综合作用的。对一种昆虫来说，所谓有利或不利的温度范围，可以随湿度条件不同而发生转移，反之亦然。所以，我们在分析昆虫的消长动态时，还要综合考虑温、湿度等的影响。

(三)光对昆虫的影响

光的波长、光的强度、光照周期对昆虫的生命活动及生活行为有着不同程度的影响。

1．光的波长

光是一种电磁波，因波长不同颜色各异。一些昆虫对人眼不可见的紫外光、黑光灯很敏感，人们可以利用紫外灯及黑光灯进行虫情测报和诱杀害虫。另外，生产中利用蚜虫趋光的特性，采用黄板诱杀蚜虫、灰色塑料薄膜驱避蚜虫等。

2．光的强度

光的强度是指光的辐射能量。在可见光区，光的强度称为光照。昆虫的取食、交尾、产卵与光强度有直接关系。如蛾类的夜出性，蝶类的日出性，叶蝉、飞虱等喜欢群集在叶背取食，等等。

3．光照周期

光照周期是指昼夜交替时间在一年中的周期变化。昆虫的休眠、滞育、多型现象及世代交替等生活史的循环，与光照周期有着密切的联系。如一些昆虫春季开始活动，夏季大量发生，冬季进入滞育期，除了温度、湿度、食料等条件外，光照周期的刺激也是一个重要因素。

(四)风雨对昆虫的影响

某些昆虫如蚜虫、鳞翅目幼虫等可借风传播扩散。风还可将昆虫吹到高空，使昆虫借气流做长距离的迁移。另外，狂风可能吹断树木，造成伤口，诱发植物病虫害的发生，尤其是造成次期性害虫的大发生。

风雨对某些昆虫，尤其是小型昆虫具有明显的冲刷作用，如蚜虫、蓟马、螺旋粉虱、叶螨等种类在较长时间的暴风雨前后数量明显减少。

(五)土壤因子

土壤是昆虫的另一个重要的特殊的生态环境。有些昆虫终生生活在土壤中，如蝼蛄、蟋蟀等，有些昆虫的一个或几个虫期生活在土中，如金龟子，地老虎的幼虫、蛹，有些将卵产在土中，如蝗虫等。土壤的温湿度、理化性状等对昆虫的生长及活动有着不同程度的影响。如地老虎等在土中的活动，常常随着土层温度的变化而向土壤上下层移动。如沟金针虫秋季潜伏在土壤中越冬，翌年春土壤温度回升至6—7℃时，才开始上升活动和为害。土壤的湿度可影响鳞翅目蛹的存活率；金针虫喜欢在酸性土壤中为害，而蝼蛄则多在偏碱性的土壤中为害。

了解土壤温湿度及其理化性状的变化和土壤中昆虫的活动规律，在防治上具有较重要的指导意义。

(六)气流

气流主要影响昆虫的迁飞和扩散，尤其是对于有翅的飞行昆虫以及小型吐丝昆虫的影响较大。昆虫远距离的迁飞，往往借助气流。昆虫的迁飞与扩散活动中有主动和被动之分，被动迁飞和扩散主要借助气流，可以进行远距离的迁飞和扩散。

国内外有关研究专家，通过对高空网捕、标记回收、灯光诱虫、高山网捕、昆虫雷达等多种方法的研究表明，在鳞翅目、同翅目、直翅目、蜻蜓目、半翅目、缨翅目、鞘翅目等目的昆虫中都存在着迁飞现象。一些农业昆虫还有群集迁飞习性，如我国三大迁飞性害虫黏虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟。

昆虫的远距离迁飞一方面有利于昆虫减少竞争、躲避不良环境，开拓新的资源等，另一方面，往往具有不可预见性，常常导致某些地区的害虫发生呈现突发性和暴发性，对作物造成的损失往往比较严重。

二、生物因子的作用

(一)食物对昆虫的影响

食物是一种重要的环境因子，寄主食物的数量和质量与昆虫的生长、发育、繁殖、扩散等有着直接的营养关系，对种群密度影响较大。

每种昆虫都有其适宜的寄主食物。根据昆虫取食植物种类的不同，可将昆虫的食性分为：单食性——只食一种植物，如梨蜂只为害梨树。寡食性——能食一科内近缘种或近缘科的多种植物，如椰心叶甲为害椰子等棕榈科的多种植物。多食性——能食多科植物，如舞毒蛾、螺旋粉虱等。

一些多食性的昆虫也都有各自嗜食的食物种类。不同食物对昆虫的生长发育历期、成活率、性比、繁殖力等有不同程度的影响。研究昆虫的食性及食物因子对植食性昆虫的影响，在农业生产上有重要的指导意义。可以此推测新引进品种的害虫发生种类及其优势种类；可以根据某害虫的食性及嗜食性，改进耕作制度和选用抗虫品种等，以此措施创造不利于害虫发生的条件，减少害虫的危害。

(二)天敌因子对昆虫的影响

在自然界中，昆虫常因其他生物的捕食或寄生而死亡，使种群的发展受到抑制，这种对害虫的自然控制生物称为天敌因子。

昆虫天敌的种类很多，是自然界影响害虫种群数量变动的重要因素，主要包括捕食性昆虫、蜘蛛、螨类、鸟类等捕食性生物，还有寄生蜂、寄生蝇等寄生性生物，真菌、细菌、病毒等病原生物种类等。

捕食性天敌种类主要有：螳螂目的螳螂，蜻蜓目的蜻蜓，小花蝽、猎蝽等半翅目昆虫，瓢虫、步甲、虎甲等鞘翅目昆虫，食蚜蝇等双翅目昆虫种类。寄生性的天敌种类主要有：赤眼蜂、姬小蜂等膜翅目昆虫，还有寄蝇等双翅目昆虫。

病原微生物种类主要有：真菌如青虫菌、白僵菌、绿僵菌等；细菌如金龟子乳状病芽孢杆菌、苏云金杆菌等；病毒如核多角体病毒、颗粒体病毒等。这些病原微生物种类可以引起鳞翅目幼虫等害虫之间的流行病，杀虫效果良好。

这些天敌生物在自然界中广泛分布，对害虫的种群数量起到了持续的限制作用，利用天敌防治害虫，具有对环境污染小，不杀伤天敌，有利于维持生态平衡。利用天敌生物控制害虫，具有广阔的发展前景。目前我国天敌昆虫的扩繁与利用也取得了显著的成效，如从国外引进管氏肿腿蜂防治天牛、椰甲截脉姬小蜂防治椰心叶甲、巴氏钝绥螨防治叶螨等，都取得了良好的防治效果。

(三)人类活动对昆虫的影响

昆虫的栖息环境深受人类活动的影响，人类的活动对昆虫的生活、发生数量有着显著的影响。森林采伐、开垦荒地、深耕锄草、河流改道、修筑堤坝、排水防涝、灌溉施肥、改良土壤、培育抗虫品种、农药使用等活动，不仅会使整个地域的生态小气候发生变化，也会促使昆虫在自然生态系统中的生态位发生改变。这些变化可使昆虫的食料或生存环境发生较大的改变，直接影响昆虫的种类及其种群数量。引进有益昆虫和害虫的天敌，可改变害虫与天敌之间的益害比，改变一个地区昆虫的种类和数量。

随着经济全球化进程的发展，国际贸易和交流日益频繁，种子、苗木的引种调运，有害生物随农林产品、货物、包装物、旅游者携带传播，随交通工具传播等扩大了物种传播的范围，也降低了生物跨越时空障碍的难度，与之相关的生物安全风险也逐渐增大，最突出的表现是侵略性外来物种入侵机会增多、入侵渠道复杂多样，使我国生物安全处于较高的风险之中。因此，加强国际国内检验检疫措施显得格外重要。

本章复习题

1．昆虫纲的主要特征有哪些？

2．昆虫有哪些习性？如何利用昆虫的习性来防治害虫？

3．昆虫的消化系统与化学防治的关系如何？