模拟气候变暖温度特征对麦长管蚜种群动态影响

【摘要】： “全球气候变化”已成为国内外最受关注的环境问题。蚜虫作为世界性农业害虫,其发育起点低,世代历期短,是气候变暖的重要指示种。揭示以温度升高为主要特征的气候变暖对麦蚜的生态学机理,对模拟气候变暖情景下麦蚜发生趋势,提高预测预报的准确性和防治决策的科学性有重要意义。本研究通过解析气候变暖的主要特征——日最低温升高,设置了5组日最低温不同的高温变温模式,并模拟气候变暖下小麦物候变化对麦长管蚜发育、存活及繁殖的影响,最后采取以空间梯度替代时间延展的策略,系统调查采集不同地区(新疆塔城、山西临汾、北京海淀、河南濮阳、湖北武汉、重庆)的虫情数据和气象数据,利用PRECIS模型中提供的A2及B2气候情景,推测麦蚜种群发生动态。所得结论主要有: 1明确了变温模式下麦长管蚜连续世代生命参数的差异。随着最低温的逐渐升高,不同起止龄期的麦长管蚜各龄期发育速率成线性加快;处于22±1℃的各龄亲代麦长管蚜若虫突然置于最低温升高的变温模式下,完成初始发育历期明显加快;对于同一起止龄期,在同一温度模式下,长期受到高温锻炼的子代完成相同龄期的发育所需时间比未受高温锻炼的亲代长,而亲代成虫寿命均比子1代成虫寿命长,且亲代成虫生殖量更大。 2明确了变温模式下麦长管蚜不同起止龄期生命参数的差异。总的来说,各个变温模式下处理的麦长管蚜起止龄期为2龄或3龄若蚜时成虫寿命更长,每雌产仔量较多,起止龄期为4龄的若蚜在38～19～25.5℃,成虫寿命、每雌产仔量及存活率与其它3种不同起止龄期的差异不大,但是昼夜温差较大(即变温模式38～13～22.5℃)时,成虫寿命显著缩短,每雌产仔量仅为1.55头,存活率为40%。 3明确了麦长管蚜最适的日最低温不同的高温变温模式。本试验设计的5组日最低温不同的高温变温模式,38～19～25.5℃温度模式下,麦长管蚜的生长发育、成虫寿命、存活及生殖等各项生命活动均最好,昼夜温差过大或过小尤其在38～13～22.5℃及38～25～28.5℃下,麦长管蚜成虫寿命显著缩短、生殖量及存活率显著下降。 4明确了小麦不同生育期对麦长管蚜的影响。麦长管蚜在开花期(GS60～69)发育历期最短,存活率及生殖量最高,其次为灌浆期(GS70～79)、拔节期(GS30～33)、抽穗期(GS55～59)。在面团期(GS 80～89)和成熟期(GS 90～94)麦长管蚜各生命参数均较差。研究表明,除了开花期和灌浆期,拔节期和抽穗期也是麦蚜发生的适宜时期。 5初步预测A2及B2气候情景下麦蚜种群发生动态。2008年麦蚜种群数量达到高峰期时,北京、山西、新疆、河南、武汉、重庆的单株蚜量分别为:315.6头、29.5头、7.9头、6.1头、1.5头、1.3头。基于PRECIS模型中提供的A2及B2气候情景,回归分析得出:A2情景下,山西2056年、北京2037年、河南2084年麦蚜为害程度将减轻,分别与2008年的河南、山西、武汉相似;而武汉2080年麦蚜发生程度将变严重,与北京2008年相似;B2情景下,新疆2078年、河南2093年与北京2008年相似,麦蚜发生程度将变严重;山西2091年、北京2073年麦蚜发生情况均减轻,分别与2008年的武汉、河南相似;两种气候情景下,重庆分别2076年、2041年与武汉2008年相似,麦蚜为害程度均较轻。 【关键词】：气候变暖 麦长管蚜 日最低温 小麦生育期 气候情景
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S435.122
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 气候变暖对昆虫影响研究进展11-22
• 1.1 气候变暖趋势11
• 1.2 研究气候变暖对麦蚜影响的必要性11-12
• 1.3 气候变暖对昆虫影响研究进展12-16
• 1.3.1 气候变暖拓宽了昆虫的适生区域，导致昆虫地理分布扩大12-13
• 1.3.2 气候变暖加快昆虫的生长发育，导致昆虫发生期提前13
• 1.3.3 气候变暖下物种适热性差异，导致昆虫与寄主植物同步性改变13-15
• 1.3.4 气候变暖影响昆虫发育繁殖，导致昆虫种群数量发生变化15
• 1.3.5 气候变暖对昆虫产生影响的生态学和分子机制15-16
• 1.4 气候变暖对昆虫影响的研究方法及存在的问题16-21
• 1.4.1 气候变暖对昆虫影响的研究方法16-20
• 1.4.2 气候变暖对昆虫影响的研究方法存在问题20-21
• 1.5 研究目的21-22
• 第二章 模拟气候变暖温度特征对麦长管蚜发育和繁殖的影响——日间高温和夜间低温组合的人工气候模拟试验22-47
• 2.1 材料与方法24-27
• 2.1.1 供试材料24-25
• 2.1.2 试验装置25
• 2.1.3 试验设计及方法25-26
• 2.1.4 数据分析方法26-27
• 2.2 结果与分析27-46
• 2.2.1 高温相同低温不同的变温模式对麦长管蚜发育历期的影响27-32
• 2.2.2 高温处理相同低温处理不同的变温模式对麦长管蚜成虫寿命的影响32-36
• 2.2.3 高温处理相同低温处理不同的变温模式对麦长管蚜生殖量的影响36-42
• 2.2.4 高温处理相同低温处理不同的变温模式对麦长管蚜若虫存活率的影响42-46
• 2.3 讨论46-47
• 第三章 人工模拟气候变暖小麦物候变化对麦长管蚜发育及存活的效应47-57
• 3.1 材料与方法49-50
• 3.1.1 供试材料49
• 3.1.2 试验装置49
• 3.1.3 试验设计及方法49-50
• 3.1.4 数据分析方法50
• 3.2 结果与分析50-56
• 3.2.1 小麦不同生育期对麦长管蚜若虫发育历期的影响51-53
• 3.2.2 小麦不同生育期对麦长管蚜若虫存活率的影响53-55
• 3.2.3 小麦不同生育期对麦长管蚜生殖量的影响55-56
• 3.3 讨论56-57
• 第四章 六地区田间调查及气候变暖麦蚜种群动态57-70
• 4.1 材料与方法58-60
• 4.1.1 试验材料58-59
• 4.1.2 试验方法59
• 4.1.3 数据分析方法59-60
• 4.2 结果与分析60-68
• 4.2.1 麦蚜在植株上的分布60-61
• 4.2.2 麦蚜的年龄结构61-63
• 4.2.3 麦蚜的种群数量变化63-68
• 4.3 讨论68-70
• 第五章 全文结论70-72
• 参考文献72-83
• 致谢83-84
• 个人简历84

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