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模拟气候变暖对麦蚜避热行为及其在植物上分布影响的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 13:26:27
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模拟气候变暖对麦蚜避热行为及其在植物上分布影响的研究【摘要】:昆虫是作物生态系统中重要的组成部分,对作物的生长有重要的影响。尽管气候变暖对昆虫有显著影响,但昆虫在长期进化过程中具备

【摘要】:昆虫是作物生态系统中重要的组成部分,对作物的生长有重要的影响。尽管气候变暖对昆虫有显著影响,但昆虫在长期进化过程中具备了较强的适应能力以应对栖息环境的变化。行为策略在昆虫应对气候变暖中有重要作用。昆虫行为的改变不仅影响其个体发育、繁殖和分布,还直接关系到昆虫种群的发展。深入研究温度变化对昆虫行为及其导致的生态学后果的影响对了解气候变暖下昆虫种群和作物产量的发展趋势有重要的理论和实际意义。本文通过模拟蚜虫在自然界中所处微环境温度时间和空间的变化特征,研究了气候变暖导致的温度升高对两种小麦蚜虫——麦长管蚜Sitobion avenae和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi避热行为的影响。通过开展气候变暖对麦蚜在其寄主植物上分布影响的田间模拟试验,分析了温度升高与麦蚜在小麦植株上分布的关系。所得主要结论如下: 1.明确了温度预适应对麦蚜爬行热逃逸温度的影响。温度升高,高温持续时间增加,以及未来日间持续高温的情景均使两种麦蚜的爬行热逃逸温度降低。 2.明确了温度预适应和饥饿对麦蚜跌落热逃逸温度的影响。较高的温度32°C或超过24h的持续36°C高温预适应后麦长管蚜的跌落温度显著降低,表明经历高温的蚜虫更容易跌落,其在温度逐渐升高过程中的跌落行为可能是一种体温调节行为。蚜虫在同时面临高温和饥饿两种胁迫时存在一种权衡。但蚜虫的耐饥饿能力较差,其通过能量获得调节对高温跌落行为反应的能力十分有限。 3.明确了温度升高对麦蚜在小麦植株上分布的影响。旗叶上的两种麦蚜在叶片正面分布的比例随生长季温度的升高而逐渐减小。在未加热的处理下,麦蚜混合种群在叶片正面和反面数量分布的比例相差不大,而在加热处理下,分布在小麦叶片上的麦蚜混合种群在叶片正面分布的比例降低。安阳、北京和临汾三地的小麦蚜虫混合种群在小麦穗部分布的比例在气温较高的年份有所降低。与未加热处理相比,加热处理下小麦植株的株高和旗叶长均较小,小麦的千粒重和亩产量有所降低。 本文所得结果意味着在未来气候变暖下蚜虫的避热行为必将增多,而蚜虫采取避热行为时在短时间内无法获得能量,因此将加重对个体发育和种群增长的不利影响。本研究所得结果有助于了解气候变暖下小麦蚜虫在麦类作物上的分布和转移规律,对生产实际中麦蚜种群调查的田间抽样和防治有重要的理论指导意义。 【关键词】:气候变暖 麦蚜 种群 避热行为 分布
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S435.122
【目录】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-12
  • 第一章 引言12-18
  • 1.1 导言12
  • 1.2 气候变化对昆虫的影响及研究方法12-14
  • 1.3 气候变化对小麦蚜虫的影响14
  • 1.4 气候变暖对麦蚜行为影响的国内外研究现状和存在问题14-18
  • 第二章 温度预适应对麦蚜爬行热逃逸温度的影响18-30
  • 摘要18-19
  • Abstract19-20
  • 2.1 引言20-21
  • 2.2 材料与方法21-24
  • 2.2.1 供试昆虫21-22
  • 2.2.2 温度梯度22
  • 2.2.3 热逃逸温度22-23
  • 2.2.4 试验设计23-24
  • 2.2.5 数据分析24
  • 2.3 结果与分析24-27
  • 2.3.1 不同预适应温度的影响24-25
  • 2.3.2 不同预适应时间的影响25-26
  • 2.3.3 不同预适应情形的影响26-27
  • 2.4 讨论与结论27-30
  • 2.4.1 热逃逸温度,风险预测及热逃逸行为决定27-28
  • 2.4.2 蚜虫躲避热压力行为决定的潜在机制28-29
  • 2.4.3 热逃逸行为与气候变化及其生态学后果29-30
  • 第三章 温度预适应和饥饿对麦蚜跌落热逃逸温度的影响30-42
  • 摘要30-31
  • Abstract31-32
  • 3.1 引言32-33
  • 3.2 材料与方法33-35
  • 3.2.1 供试昆虫33-34
  • 3.2.2 试验装置和跌落行为34
  • 3.2.3 试验设计34-35
  • 3.2.4 统计分析35
  • 3.3 结果与分析35-39
  • 3.3.1 蚜虫开始移动、跌落、击倒温度之间的关系35-37
  • 3.3.2 预适应温度对跌落温度的影响37
  • 3.3.3 高温预适应时间对跌落温度的影响37-39
  • 3.3.4 饥饿程度对跌落温度的影响39
  • 3.4 讨论与结论39-42
  • 3.4.1 蚜虫是否会通过跌落来躲避高温的潜在伤害?39-40
  • 3.4.2 饥饿程度是否影响蚜虫对高温的跌落行为反应?40
  • 3.4.3 预适应温度的高低和高温预适应时间的长短如何影响蚜虫的跌落行为40
  • 3.4.4 蚜虫的跌落行为、气候变暖及可能的生态学后果40-42
  • 第四章 气候变暖对麦蚜在小麦植株上分布影响的模拟研究42-67
  • 摘要42-43
  • Abstract43-44
  • 4.1 引言44
  • 4.2 材料与方法44-46
  • 4.2.1 麦蚜在小麦植株上的分布随时间的变化规律研究44-45
  • 4.2.2 气候变暖对麦蚜在小麦植株上分布影响的模拟研究45-46
  • 4.2.3 数据分析方法46
  • 4.3 结果与分析46-65
  • 4.3.1 麦蚜在小麦旗叶上的分布随时间的变化规律46-47
  • 4.3.2 小麦生育期麦田温度随时间变化的规律47-48
  • 4.3.3 麦蚜在小麦旗叶上的分布与温度之间的关系48-53
  • 4.3.4 麦蚜在小麦植株上分布的时空动态规律研究53-54
  • 4.3.5 气候变暖对麦蚜在小麦植株上分布影响的模拟研究54-65
  • 4.4 结论与讨论65-67
  • 4.4.1 麦蚜在小麦植株上的分布与温度的关系65
  • 4.4.2 气候变暖对麦蚜在小麦植株上分布的影响65-67
  • 第五章 麦蚜在小麦植株上的分布及小麦产量与温度的关系67-79
  • 摘要67-68
  • Abstract68-69
  • 5.1 引言69
  • 5.2 材料与方法69-71
  • 5.2.1 温度变化对麦蚜在小麦植株上分布和小麦产量影响的分析69-70
  • 5.2.2 气候变暖对小麦生理性状影响的模拟研究70
  • 5.2.3 数据分析方法70-71
  • 5.3 结果与分析71-75
  • 5.3.1 温度变化对麦蚜在小麦植株上分布和小麦产量影响的分析71-74
  • 5.3.2 气候变暖对小麦生理性状影响的模拟研究74-75
  • 5.4 结论与讨论75-79
  • 第六章 全文结论79-83
  • 参考文献83-90
  • 致谢90-91
  • 作者简历91-92
  • 博士期间发表论文92


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