一种预测不同植物群落中昆虫食物生态位的方法技术

本发明专利技术公开了一种预测不同植物群落中昆虫食物生态位的方法及其应用。本发明专利技术提供的方法包括如下步骤：取样方中所有目标昆虫，观察每个目标昆虫所处的发育阶段，确定主要发育阶段；根据主要发育阶段确定回归模型中的目标函数式，得到生态位宽度；回归模型：4龄虫：Y＝‑0.00025054X1‑0.00010192X2‑0.00010928X3+0.01221；5龄虫：Y＝‑0.00057832X1‑0.00070590X2‑0.00021994X3+0.03899；成虫产卵前：Y＝‑0.00074166X1‑0.00067624X2‑0.00056150X3+0.04862；成虫产卵后：Y＝‑0.00039251X1‑0.00039905X2+0.03373；Y代表生态位宽度。本发明专利技术对于昆虫对植物的潜在损害预测、经济阈值的定制，昆虫适合度研究具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种预测不同植物群落中昆虫食物生态位的方法
本专利技术属于昆虫生态学，具体涉及一种预测不同植物群落中昆虫食物生态位的方法及其应用。
技术介绍
生态位(ecologicalniche)是指一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。从资源利用来讲，生态位是一个物种所处的环境以及其所占有资源。根据资源占用的不同，可以分为空间生态位、时间生态位、营养生态位(即食物生态位)等。生态位宽度又称生态位广度或生态位大小。一个物种所能利用的各种资源总和。当资源的可利用性减少时，一般使生态位宽度增加，例如在食物供应不足的环境中，消费者也被迫摄食少数次等猎物和被食者，而在食物供应充足的环境中，消费者仅摄食最习惯摄食的少数被食者。生态位重叠是指两个或两个以上生态位相似的物种生活于同一空间时分享或竞争共同资源的现象。生态位重叠的两个物种因竞争排斥原理而难以长期共存，除非空间和资源十分丰富。通常资源总是有限额，因此生态位重叠物种之间竞争总会导致重叠程度降低，如彼此分别占领不同的空间位置和在不同空间部位觅食等。栖境中的植物为昆虫提供了不同的生态位和丰富的食物资源，蝗虫对丰富的食物资源具有不同的选择性，植物群落中优势种植物决定优势种蝗虫存在。蝗虫营养生态位是蝗虫食性分化和在竞争下共存的基础，不同种蝗虫之间存在很大的差异并能够共同生活在一起的原因是因为蝗虫之间有很大程度的资源重叠。实验证明蝗虫对资源利用的物种特异性主要原因是生态位分离,而不是蝗虫的种间竞争；前人试图从草原蝗虫在食物资源利用的重叠和分化角度来解释竞争和共存关系，但是这些关于蝗虫营养生态位研究，多以蝗虫取食谱为根据计算营养生态位宽度和重叠，把生态位越来越与资源利用谱等同，而没有考虑资源的可利用性和利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种预测不同植物群落中昆虫食物生态位的方法及其应用。本专利技术提供了一种预测植物群落中目标昆虫食物生态位的方法，包括如下步骤：在样地中取样方；取样方中所有植物的地上部分，称取地上部分的干重，即为植物的生物量；取样方中所有目标昆虫，观察每个目标昆虫所处的发育阶段，确定主要发育阶段；样方内的所有目标昆虫中，如果某个发育阶段的昆虫所占的比例最大，该发育阶段即为主要发育阶段；根据主要发育阶段确定回归模型中的目标函数式，将每平方米样方中克氏针茅的生物量代入X1，每平方米样方中羊草的生物量代入X2，每平方米样方中冷蒿的生物量代入X3，得到生态位宽度；回归模型如下：4龄虫：Y＝-0.00025054X1-0.00010192X2-0.00010928X3+0.01221；5龄虫：Y＝-0.00057832X1-0.00070590X2-0.00021994X3+0.03899；成虫产卵前：Y＝-0.00074166X1-0.00067624X2-0.00056150X3+0.04862；成虫产卵后：Y＝-0.00039251X1-0.00039905X2+0.03373；Y代表生态位宽度。生态位宽度越大，说明资源利用越充足，对食物的占有程度越高。所述昆虫可为蝗虫。所述蝗虫具体可为亚洲小车蝗。所述植物群落可为草原群落。所述植物群落具体可为内蒙古锡林郭勒的草原群落。本专利技术所要解决的技术问题是快速高效的预测昆虫(尤其是害虫)在不同植物组成背景条件下食物生态位宽度，估计昆虫的对不同植物资源的占有程度，评价其为害程度和危害强度。采用本专利技术提供的方法预测昆虫的食物生态位仅需1-2天，而用传统的生物学方法需要30天左右。本专利技术提供的测量方法涉及的材料来源广，易购买，操作简单，省时，省力，适合于在昆虫商品检验检测中推广应用。在不同植物群落结构中，亚洲小车蝗的食性和营养生态位会发生巨大的变化，本专利技术根据不同植物背景下昆虫对每种植物的食物生态位，建立了食物生态位与植物生物量之间的关系模型，用来预测和评价昆虫在不同植物背景下的食物资源占有程度。本专利技术对于解释不同食物资源的可获得性和可利用性对于昆虫食物生态位的影响具有重要的意义。本专利技术可以用来预测昆虫在实际栖境中对于不同食物的占有和利用程度，进而判断食物对昆虫适合还是胁迫。本专利技术对于昆虫对植物的潜在损害预测、经济阈值的定制，昆虫适合度研究具有重要意义。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。数据分析用统计软件SAS8.0完成。实施例1、方法的建立一、试验准备用网捕法采集亚洲小车蝗种群，然后将亚洲小车蝗种群放在2m×2m×2m的铁笼子里喂养，挑选生长一致的3龄若虫。在野外分别采集克氏针茅、羊草和冷蒿，取地上部分，擦洗干净。二、试验处理设置9组试验处理(A组至I组，每组设置3个重复处理，即每组设置3个笼罩)。在每个1m×1m×1m的笼罩里面放入20头3龄若虫(雌、雄数量比为1：1)，在笼罩中放入克氏针茅、羊草和冷蒿(用装有蒸馏水的塑料袋扎封每种植物的近根端以保鲜)，每48小时更换新植物，每组处理的笼罩中每次加入植物的量见表1。每组试验处理设置相应的对照处理(每种对照处理设置3个重复)，对照处理不放入3龄若虫，其它均同相应的试验处理。每次将从笼罩内取出的植物置于烘箱中80℃烘干24小时后称量干重。亚洲小车蝗日取食量＝(对照处理从笼罩中取出的植物的干重-试验处理从笼罩中取出的植物的干重)/(剩余蝗虫数*测量间隔天数)。生物量＝植物的干重。表1A组至I组笼罩中加入的克氏针茅、羊草和冷蒿量(鲜重)计算各龄期亚洲小车蝗对每种植物的日取食量。食物生态位宽度(BH)的计算公式如下:qi＝Qi/Bi；Pi＝Bi/Bt；qi为第i种植物的可利用率，Qi为第i种植物的日取食量，Bi为第i种植物的生物量；Pi为第i种植物在所有资源中所占的比例，Bt为所有植物的生物量之和。4龄虫阶段(该阶段进行三次检测)的结果见表2。5龄虫阶段(该阶段进行三次检测)的结果见表3。成虫产卵前阶段(该阶段进行三次检测)的结果见表4。成虫产卵后阶段(该阶段进行三次检测)的结果见表5。表24龄虫阶段植物的Qi、Bi、Bt和BH数据表35龄虫阶段植物的Qi、Bi、Bt和BH数据表4成虫产卵前阶段植物的Qi、Bi、Bt和BH数据表5成虫产卵后阶段植物的Qi、Bi、Bt和BH数据表2至表5的结果表明：亚洲小车蝗的食物生态位受到植物群落的影响；亚洲小车蝗食物生态位受到目标植物和其他植物的影响；亚洲小车蝗食物生态位与植物资源的量呈负相关；亚洲小车蝗食物生态位与其他植物的生物量呈负相关，但是受不同植物的影响不同；亚洲小车蝗食物生态位，与每种植物资源的利用率和偏好性有关。根据表2、表3、表4和表5的结果，对处于不同发育阶段的昆虫对不同植物的生物量同生态位宽度做多元线性回归分析，得到回归模型，见表6。表6亚洲小车蝗生态位与植物生物量的回归模型Y代表生态位宽度，X1代表每平方米样地中克氏针茅的生物量，X2代表每平方米样地中羊草的生物量，X3代表每平方米样地中冷蒿的生物量。实施例2、方法的应用(预测不同植物群落中昆虫食物生态位)一、方法描述在样地中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预测植物群落中目标昆虫食物生态位的方法，包括如下步骤：在样地中取样方；取样方中所有植物的地上部分，称取地上部分的干重，即为植物的生物量；取样方中所有目标昆虫，观察每个目标昆虫所处的发育阶段，确定主要发育阶段；样方内的所有目标昆虫中，如果某个发育阶段的昆虫所占的比例最大，该发育阶段即为主要发育阶段；根据主要发育阶段确定回归模型中的目标函数式，将每平方米样方中克氏针茅的生物量代入X1，每平方米样方中羊草的生物量代入X2，每平方米样方中冷蒿的生物量代入X3，得到生态位宽度；回归模型如下：4龄虫：Y＝‑0.00025054X1‑0.00010192X2‑0.00010928X3+0.01221；5龄虫：Y＝‑0.00057832X1‑0.00070590X2‑0.00021994X3+0.03899；成虫产卵前：Y＝‑0.00074166X1‑0.00067624X2‑0.00056150X3+0.04862；成虫产卵后：Y＝‑0.00039251X1‑0.00039905X2+0.03373；Y代表生态位宽度。

【技术特征摘要】
1.一种预测植物群落中目标昆虫食物生态位的方法，包括如下步骤：在样地中取样方；取样方中所有植物的地上部分，称取地上部分的干重，即为植物的生物量；取样方中所有目标昆虫，观察每个目标昆虫所处的发育阶段，确定主要发育阶段；样方内的所有目标昆虫中，如果某个发育阶段的昆虫所占的比例最大，该发育阶段即为主要发育阶段；根据主要发育阶段确定回归模型中的目标函数式，将每平方米样方中克氏针茅的生物量代入X1，每平方米样方中羊草的生物量代入X2，每平方米样方中冷蒿的生物量代入X3，得到生态位宽度；回归模型如下：4龄虫：Y＝-...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦兴虎，张泽华，马景川，黄训兵，王正浩，曹广春，
申请(专利权)人：中国农业科学院植物保护研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11