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ms正態(tài)分布0123-1-2-3mm+sm+2sm+3sm-sm-2sm-3s68%的資料95%的資料99.7%的資料68-95-99.7規(guī)則0標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布t分布自由度9t分布自由度2t分布3.847.8112.59a=0.05的臨界值χ2分布F分布曲線若事件A發(fā)生的概率較小,如小于0.05或0.01,則認(rèn)為事件A在一次試驗(yàn)中不太可能發(fā)生,這稱為小概率事件實(shí)際不可能性原理,簡(jiǎn)稱小概率原理。小概率原理試驗(yàn)三要素因素:試驗(yàn)中所研究的影響試驗(yàn)指標(biāo)的因素叫試驗(yàn)因素,簡(jiǎn)稱因素;水平:試驗(yàn)因素所處的某種特定狀態(tài)或數(shù)量等級(jí)稱為因素水平,簡(jiǎn)稱水平;指標(biāo):在試驗(yàn)中具體測(cè)定的性狀或觀測(cè)的項(xiàng)目稱為試驗(yàn)指標(biāo)。處理和重復(fù)事先設(shè)計(jì)好的實(shí)施在試驗(yàn)單位上的具體項(xiàng)目叫試驗(yàn)處理,簡(jiǎn)稱處理;在試驗(yàn)中,將一個(gè)處理實(shí)施在兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)單位上,稱為處理有重復(fù)測(cè)量值=真實(shí)值+隨機(jī)誤差+非隨機(jī)誤差
xi=
+
i1.隨機(jī)誤差(隨機(jī)抽樣誤差):影響因素眾多,變化無方向性,不可避免,但可用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析。
2.系統(tǒng)誤差受確定因素影響,大小變化有方向性。
3.非系統(tǒng)誤差(過失誤差)研究者偶然失誤而造成的誤差。誤差偏差bias準(zhǔn)確度與可靠性準(zhǔn)確度:觀察值與真值的接近程度,受系統(tǒng)誤差的影響??煽慷?,也稱可重復(fù)性:重復(fù)觀察時(shí)觀察值與其均值的接近程度,受隨機(jī)誤差的影響。試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則控制(Control)隱藏變量對(duì)反應(yīng)的效應(yīng)。隨機(jī)化(Randomization)安排試驗(yàn)單位接受指定的處理。重復(fù)(Replication)試驗(yàn)于許多試驗(yàn)單位,以降低結(jié)果的機(jī)會(huì)變異。試驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則的關(guān)系及作用重復(fù)隨機(jī)化控制無偏誤差估計(jì)估計(jì)誤差降低誤差統(tǒng)計(jì)推斷提高精確性三原則作用共性問題(1)因素不宜超過10個(gè),那樣可能會(huì)造成主次不分;也不宜太少(如只選一、二個(gè)因素),可能會(huì)遺漏重要因素,或遺漏因素間的交互作用;(2)試驗(yàn)水平范圍盡可能大。每一因素的水平個(gè)數(shù)適當(dāng)多一些;(3)不切實(shí)際地降低試驗(yàn)水平間隔,會(huì)引起試驗(yàn)次數(shù)增加;因素水平間隔太大,試驗(yàn)結(jié)果中不確定性成分增加;(4)因素和水平的含意是廣義的:五種棉花用于織同一種布,要比較不同棉花影響布的質(zhì)量的效應(yīng),這時(shí)“棉花品種”可設(shè)定為一個(gè)因素,五種棉花就是該因素下的五個(gè)水平。一、完全隨機(jī)設(shè)計(jì)所有試驗(yàn)單位隨機(jī)指定到所有處理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。完全隨機(jī)試驗(yàn)可提供確實(shí)的證據(jù),顯示不同處理是造成不同效應(yīng)的原因。試驗(yàn)進(jìn)行之前的隨機(jī)分組,各組成員背景應(yīng)該在各方面都類似。試驗(yàn)進(jìn)行之中,各組的試驗(yàn)環(huán)境除了處理外應(yīng)該都相同。各組的平均反應(yīng)差異,必然來自于不同的處理或是各組的隨機(jī)差異。相同處理的兩組也可能有不同平均反應(yīng)差異。二、配對(duì)設(shè)計(jì)與區(qū)組設(shè)計(jì)配對(duì)設(shè)計(jì):兩種處理分別(隨機(jī)的)施行在一對(duì)特性相同或類似的試驗(yàn)單位上。區(qū)組設(shè)計(jì):特性相同或類似的試驗(yàn)單位組成區(qū)組(block),在各區(qū)組內(nèi)隨機(jī)安排試驗(yàn)單位接受指定的處理。例昆蟲對(duì)呈味物質(zhì)的取食反應(yīng)(葉碟法)試驗(yàn)單位:甘藍(lán)植株試驗(yàn)因素:處理方法(食鹽和清水)試驗(yàn)處理:共2個(gè)處理配對(duì)方法:選關(guān)于主脈對(duì)稱2個(gè)葉碟構(gòu)成一組,共得7組,每組中一個(gè)葉碟涂抹食鹽水,另一個(gè)涂抹清水試驗(yàn)指標(biāo):取食方格數(shù)三、方差分析(F檢驗(yàn))化合物取食方格合計(jì)平均食鹽31.927.931.828.435.9155.931.18蔗糖24.825.726.827.926.2131.426.28奎寧22.123.627.324.925.8123.724.74檸檬酸27.030.829.024.528.5139.827.96合計(jì)T=550.8用于推斷多個(gè)總體均數(shù)有無差異
eg.為了比較菜青蟲對(duì)4種不同呈味物質(zhì)的取食反應(yīng),選取了大小基本相同的菜青蟲20條,隨機(jī)分成4組,用葉碟法試驗(yàn),4小時(shí)后,各組菜青蟲取食方格數(shù)如下:離均差平方和的分解組間變異總變異組內(nèi)變異總變異矯正系數(shù)組間變異組內(nèi)變異在同一處理組內(nèi),雖然每個(gè)受試對(duì)象接受的處理相同,但測(cè)量值仍各不相同,這種變異稱為組內(nèi)變異,也稱SSe。用各組內(nèi)各測(cè)量值與其所在組的均數(shù)差值的平方和來表示,反映隨機(jī)誤差的影響。計(jì)算公式均方(MS)變異程度除與離均差平方和的大小有關(guān)外,還與其自由度有關(guān),由于各部分自由度不相等,因此各部分離均差平方和不能直接比較,須將各部分離均差平方和除以相應(yīng)自由度,其比值稱為均方。
F值多重比較方法統(tǒng)計(jì)上把多個(gè)平均數(shù)兩兩間的相互比較稱為多重比較(multiplecomparisons)多重比較的方法甚多,常用的有最小顯著差數(shù)法(LSD法)和最小顯著極差法(LSR法)最小顯著差數(shù)法(LSD)計(jì)算顯著水平為α的最小顯著差數(shù),然后將任意兩個(gè)處理平均數(shù)的差數(shù)的絕對(duì)值與其比較。計(jì)算平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤,采用新復(fù)極差法,查誤差自由度的SSR表,平均數(shù)大小排序、比較LSR法多重比較p234SR0.053.083.233.33SR0.014.324.554.68LSR0.054.404.624.76LSR0.016.186.516.69變異來源DFSSMSF處理間K-1SStSt2St2/Se2誤差K(n-1)SSeSe2總變異nK-1SST重復(fù)數(shù)相等的單因素方差分析無重復(fù)雙因素資料A因素B因素Ti.B1B2……BbA1X11X12X1bT1.A2X21X22X2bT2.…………………………AaXa1Xa2XabTa.T.jT.1T.2……T.bT..第三節(jié)兩向分組資料的方差分析方差分析表變異來源自由度DF平方和SS均方MSF值A(chǔ)因素a-1SA2SA2/Se2B因素b-1SB2SB2/Se2誤差(a-1)(b-1)Se2總變異ab-11、組合內(nèi)只有單個(gè)觀察值的兩向分組資料A因素B因素Ti..B1B2……BbA1X111X112……X11nX121X122……X12n……X1b1X1b2……X1bnT1..A2X211X212……X21nX221X222……X22n……X2b1X2b2……X2bnT2..………………………………AaXa11Xa12……Xa1nXa21Xa22……Xa2n……Xab1Xab2……XabnTa..T.j.T.1.T.2.……T.b.T…有重復(fù)雙因素資料第三節(jié)兩向分組資料的方差分析方差分析表變異來源自由度DF平方和SSMSA因素a-1SA2B因素b-1SB2AB互作(a-1)(b-1)SAB2誤差ab(n-1)Se2總變異abn-12、組合內(nèi)有重復(fù)觀察值的兩向分組資料四、直線回歸與相關(guān)X
x累積溫y盛發(fā)期35.534.131.740.336.840.231.739.244.212169273139-1
表1累積溫和一代三化螟盛發(fā)期的關(guān)系一些夏季害蟲盛發(fā)期的早遲和春季溫度高低有關(guān)。江蘇武進(jìn)連續(xù)9年測(cè)定3月下旬至4月中旬旬平均溫度累積值(x,旬·度)和水稻一代三化螟盛發(fā)期(y,以5月10日為0)的關(guān)系,得結(jié)果于右表。例:累積溫和一代三化螟盛發(fā)期的關(guān)系例:累積溫和一代三化螟盛發(fā)期的散點(diǎn)圖
1、直線回歸方程的計(jì)算[例2]試計(jì)算表1資料的回歸方程。在例1已算得:
因而有:
b=-159.0444/144.6356=-1.0996[天/(旬·度)]a==7.7778-(-1.0996×37.0778)=48.5485(天)故得表1資料的回歸方程為:=48.5485-1.0996x2、直線回歸方程的計(jì)算
x,3月下旬至4月中旬旬平均溫度累積值旬平均溫度累積值和一代三化螟盛發(fā)期的關(guān)系3、直線回歸方程的圖示
=SSy-b(SP)=SSy-b2(SSx)=∑y2-a∑y-b∑xy離回歸平方和4、直線回歸的估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤將SSy分解成兩個(gè)部分,即:5、直線回歸關(guān)系的假設(shè)測(cè)驗(yàn)
回歸和離回歸的方差比遵循F分布
[例3]試用F測(cè)驗(yàn)法檢測(cè)表1資料回歸關(guān)系的顯著性。變異來源DFSSMSFF0.01回歸1174.8886174.888616.4012.25離回歸774.667010.6667總變異8249.55565、直線回歸關(guān)系的假設(shè)測(cè)驗(yàn)6、回歸方程的應(yīng)用-預(yù)測(cè)(一)所有自變量為x的個(gè)體y的平均值的預(yù)測(cè)區(qū)間
保證概率為0.95的預(yù)測(cè)區(qū)間為:[例4]試根據(jù)表1資料估計(jì):當(dāng)3月下旬至4月中旬的積溫為40旬·度時(shí),歷年的一代三化螟平均盛發(fā)期在何時(shí)(取95%可靠度)?將x=40代入方程得6、回歸方程的應(yīng)用-預(yù)測(cè)6、回歸方程的應(yīng)用-預(yù)測(cè)(二)某一個(gè)體自變量為x,該個(gè)體y的預(yù)測(cè)區(qū)間
6、回歸方程的應(yīng)用-預(yù)測(cè)保證概率為0.95的預(yù)測(cè)區(qū)間為:
[[例5]試根據(jù)表1資料估計(jì):某年3月下旬至4月中旬的積溫為40旬·度,試估計(jì)該年的一代三化螟盛發(fā)期在何時(shí)(取95%可靠度)?6、回歸方程的應(yīng)用-預(yù)測(cè)
五、正交設(shè)計(jì)
利用正交表來安排多因素試驗(yàn)、分析試驗(yàn)結(jié)果的一種方法。它從多因素試驗(yàn)的全部水平組合中挑選部分有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn),以偏概全,找出最優(yōu)水平組合。
例:為提高某桃蚜模擬粘捕色板的“葉色競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)”,選擇了四個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn):C(青色),M(洋紅色),Y(黃色),K(黑色)。并確定了因素水平范圍:
C、M、Y、K∈
[0,100%].要搞清楚C、M、Y、K對(duì)模擬色板的葉色競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)有什么影響,哪些主要,哪些次要,確定最優(yōu)參數(shù)。第一次正交試驗(yàn)各顏色參數(shù)的水平(%)均為:0,25,50,75,100第二次正交試驗(yàn)各顏色參數(shù)的水平(%)為:C:10,20,30,40M:10,20,30,40Y:85,90,95,100K:0,5,10,15正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則1、多因素試驗(yàn)中,作為初步淘汰部分因素最經(jīng)典的方法;2、因素多時(shí)水平不宜過多(水平太多宜選用均勻設(shè)計(jì));3、極端化條件的原則4、選擇的正交表可容納的因素?cái)?shù)一般比實(shí)際因素多1,便于直觀地比較隨機(jī)誤差。六、均勻設(shè)計(jì)U7(76)均勻表代號(hào)試驗(yàn)次數(shù)水平數(shù)因素?cái)?shù)如U6(64)表示要做次6試驗(yàn),每個(gè)因素有6個(gè)水平,該表有4列。
1234112362246533624441535531266541U6(64)列號(hào)試驗(yàn)號(hào)s列
號(hào)
D213
0.18753123
0.2656412340.2990U6(64)使用表6.1均勻設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
均勻設(shè)計(jì)能從全面試驗(yàn)點(diǎn)中挑選出部分代表性的試驗(yàn)點(diǎn),這些試驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)范圍內(nèi)充分均衡分散,但仍能反映體系的主要特征。例如正交設(shè)計(jì)是根據(jù)正交性來挑選代表點(diǎn)的,均勻分散,整齊可比?!熬鶆蚍稚ⅰ笔乖囼?yàn)點(diǎn)均衡地布在試驗(yàn)范圍內(nèi),讓每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)有充分的代表性,“整齊可比”使試驗(yàn)結(jié)果的分析十分方便,易于估計(jì)各因素的主效應(yīng)和部分交互效應(yīng),從而可分析各因素對(duì)指標(biāo)的影響大小和變化規(guī)律。6.1均勻設(shè)計(jì)的特點(diǎn)為了照顧“整齊可比”,它的試驗(yàn)點(diǎn)并沒有做到“均勻分散”;為了達(dá)到“整齊可比”,試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)目就必須比較多(例如用正交表安排每因素為q個(gè)水平數(shù)的多因素試驗(yàn),試驗(yàn)的次數(shù)為rq2,r為自然數(shù))。均勻設(shè)計(jì)只考慮試驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)范圍內(nèi)充分“均勻散布”而不考慮“整齊可比”,因此它的試驗(yàn)布點(diǎn)的均勻性會(huì)比正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)點(diǎn)的均勻性更好,使試驗(yàn)點(diǎn)具有更好的代表性,大大減少了試驗(yàn)次數(shù)。6.1均勻設(shè)計(jì)的特點(diǎn)采用均勻設(shè)計(jì),每個(gè)因素每個(gè)水平僅做一次試驗(yàn),當(dāng)水平數(shù)增加時(shí),試驗(yàn)數(shù)隨水平數(shù)增加而增加,若采用正交設(shè)計(jì),試驗(yàn)數(shù)則隨水平數(shù)的平方數(shù)而增加。如用正交設(shè)計(jì)需做961次5因素31水平的試驗(yàn),采用均勻設(shè)計(jì)只需做31次試驗(yàn),其效果基本相同。均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果要采用回歸分析方法—線性回歸或多項(xiàng)式回歸分析?;貧w分析中可對(duì)模型中因素進(jìn)行回歸顯著性檢驗(yàn),根據(jù)因素偏回歸平方和的大小確定該因素對(duì)回歸的重要性;在各因素間無相關(guān)關(guān)系時(shí),因素偏回歸平方和的大小也體現(xiàn)了它對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響的重要性。6.2均勻設(shè)計(jì)表和使用表各部分的含義均勻設(shè)計(jì)表任兩列組成的試驗(yàn)方案并不等價(jià)。均勻設(shè)計(jì)表用Un(qs)或Un*(qs)表示,有*和無*代表的是用兩種不同類型的均勻設(shè)計(jì)表,*類型表是由Un+1類型的表構(gòu)造形成的。以下用均勻設(shè)計(jì)表U11(116)、U9*(94)和它們各自的使用表介紹一下表的各部分代表的意義(表中未用列已經(jīng)刪除):均勻設(shè)計(jì)表U11(116)和它的使用表均勻設(shè)計(jì)表U11(116)U11(116)的使用表1234561234567891011123571024610393694108481967510432661789573102548527139751821098641111111111111S列號(hào)D2150.163231450.2649413450.35285123450.428661234560.4942說明:設(shè)計(jì)表中的列代表的是各因素的水平,但具體代表的是哪個(gè)因素的水平,需按使用表確定,使用表s一欄的數(shù)字是試驗(yàn)的因素?cái)?shù),它后面的數(shù)字指定了各種因素?cái)?shù)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)該如何選擇設(shè)計(jì)表的列;使用表中D欄代表不同因素?cái)?shù)選擇設(shè)計(jì)表的不同列時(shí)均勻設(shè)計(jì)的偏差,偏差越小,均勻性越好,試驗(yàn)成功的幾率和結(jié)果的可靠性越大。均勻設(shè)計(jì)表U9*(94)和它的使用表均勻設(shè)計(jì)表U9*(94)U9*(94)的使用表1234123456789137924683917428655556824719384629731s列號(hào)D2120.157432340.19806.3均勻設(shè)計(jì)表的構(gòu)造方法用好格子點(diǎn)法構(gòu)造均勻設(shè)計(jì)表的方法如下:(1)定義試驗(yàn)次數(shù)n,尋求比n小的整數(shù)h,且使n和h的最大公約數(shù)為1,符合這些條件的正整數(shù)組成一個(gè)向量h=(h1,…,hm);(2)均勻設(shè)計(jì)表的第j列由uij=ihj[modn](同余運(yùn)算)產(chǎn)生,若jhi超過n,則用它減去n的一個(gè)適當(dāng)?shù)谋稊?shù),使差落在[1,n]之中。uij可以遞推來生成:u1j=hj,ui+1,j=uij+hj(若uij+hj≤n)或者ui+1,j=uij+hj-n(若uij+hj>n),這里i=1,…,n-1。6.3均勻設(shè)計(jì)表的構(gòu)造方法(續(xù)1)
用上述方法生成的表記作Un(nm),例如n=11時(shí),可以形成象前面介紹的U11(116)表。向量h稱為該表的生成向量,可以將Un(nm)記成Un(h)。給定n,相應(yīng)的h可以用上面的方法求得,從而m也就確定了,所以m是n的一個(gè)函數(shù),稱為歐拉函數(shù),記為E(n)。這個(gè)函數(shù)告訴我們均勻設(shè)計(jì)表最多可能有多少列。根據(jù)數(shù)論結(jié)果可知:(1)當(dāng)n為素?cái)?shù)時(shí),E(n-1)=n-1;(2)當(dāng)n為素?cái)?shù)冪時(shí),即n可表示成n=pl,這里p為素?cái)?shù),l為正整數(shù),E(n)=n(1-1/p),如n=9,可表為n=32,于是E(9)=9(1-1/3)=6,即U9最多可以有6列;(3)若n不屬于上述兩種情況,6.3均勻設(shè)計(jì)表的構(gòu)造方法(續(xù)2)這時(shí)n一定可以表示為不同數(shù)的方冪積,即:n=p1l1p2l2…psls,這里p1,…,ps為不同的素?cái)?shù),l1,…,ls為正整數(shù),這時(shí)E(n)=n(1-1/p1)…(1-1/ps),例如n=12可表為n=22×3,于是E(12)=12(1-1/2)(1-1/3)=4,即U12最多可能有4列。上述的三種情形中以n為素?cái)?shù)時(shí)最好,最多可以有n-1列,非素?cái)?shù)時(shí)表的結(jié)構(gòu)中永遠(yuǎn)不可能有n-1列,比如E(6)=2,則最多只能安排兩個(gè)試驗(yàn)因素,為此,王元和方開泰建議,用Un+1表劃去最后一行構(gòu)造形成新的Un*表,如U6*(66)可有6列之多。6.4使用表的產(chǎn)生方法從均勻設(shè)計(jì)表Un(nm)中選出s列,則可能的選擇有(ms)種,但不同列組合起來所代表的點(diǎn)集的均勻性是不同的,所設(shè)計(jì)試驗(yàn)的效果也是不同的,因而如何選用均勻設(shè)計(jì)表中的列必須引入一個(gè)判別表的均勻性好壞的準(zhǔn)則。度量均勻性的準(zhǔn)則是偏差(discrepancy),偏差越小,則設(shè)計(jì)表的均勻性越好。6.4均勻設(shè)計(jì)表的使用表的產(chǎn)生方法(續(xù)2)
均勻設(shè)計(jì)表U13*(134)和它的使用表及3因素時(shí)各次試驗(yàn)的因素水平組合方式12341234567891011121315911210483113546825113136212107777812249311110861211131912410613953S列號(hào)D2130.096231340.1442412340.2076試驗(yàn)次數(shù)序號(hào)因素1選用水平因素2選用水平因素3選用水平11911214833135448255131366121077778824991111010612111113912121061313536.5均勻設(shè)計(jì)的應(yīng)用方法(1)確定指標(biāo)、因素、水平;(2)選擇合適的均勻設(shè)計(jì)表建立具體因素水平組合,取得每次試驗(yàn)的指標(biāo)值;(3)建立試驗(yàn)指標(biāo)—各因素水平的回歸模型(最重要的環(huán)節(jié));(4)在各試驗(yàn)因素的試驗(yàn)范圍內(nèi)尋找最佳的各因素水平組合并進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn);(5)驗(yàn)證試驗(yàn)成功則“撒細(xì)網(wǎng)”進(jìn)一步試驗(yàn)。6.6具體問題的解決方法試驗(yàn)次數(shù)問題:試驗(yàn)次數(shù)選為因素?cái)?shù)的3倍左右為宜設(shè)計(jì)表的選擇回歸模型建立回歸模型優(yōu)化試驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化使用均勻設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的其它問題6.6.1設(shè)計(jì)表的選擇(1)要滿足試驗(yàn)次數(shù)的要求:即確定Un表n的問題;(2)列數(shù)要滿足試驗(yàn)因素?cái)?shù)要求:如U6(62)表和U6*(66)表,雖然n值相同,可前者有2列,只能安排2因素試驗(yàn),而后者最多卻可以安排4因素試驗(yàn)。(3)在確定了試驗(yàn)次數(shù)n的情況下,若Un*表也能滿足因素?cái)?shù)的要求,應(yīng)優(yōu)先采用Un*表。(4)Un*表比Un表更容易安排試驗(yàn)。結(jié)果不能采用方差分析,
要用回歸分析或逐步回歸分析例.均勻設(shè)計(jì)法在全光亮鍍鎳研究中的應(yīng)用1.均勻設(shè)計(jì)表的選取本實(shí)驗(yàn)的目的是提高鍍層光亮性。經(jīng)初步研究,取其固定組成為硫酸鎳25g/L,次磷酸鈉25g/L,醋酸鈉25g/L??疾煲蛩貫榉€(wěn)定劑,主光亮劑,輔助光亮劑,潤(rùn)濕劑4個(gè)因素,每個(gè)因素取值范圍為t個(gè)水平(t為實(shí)驗(yàn)次數(shù)),4個(gè)因素的一次項(xiàng)及二次項(xiàng)各有4項(xiàng),4項(xiàng)因素間的兩兩交互作用設(shè)有6項(xiàng),共14項(xiàng),實(shí)驗(yàn)數(shù)不能小于14,本實(shí)驗(yàn)選用U17(178)表。均勻表U17(178)U17(178)表的使用表本實(shí)驗(yàn)為4因素,這4個(gè)因素安排在均勻表的1,5,7,8列,去掉U17(178)的最后一行,將實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果見下表。2.指標(biāo)的選擇和優(yōu)化
指標(biāo)是回歸方程中的響應(yīng)函數(shù),在本實(shí)驗(yàn)中即是鍍件質(zhì)量。根據(jù)我們對(duì)鍍件的要求,定義一個(gè)綜合指標(biāo)z,z的分值由外觀評(píng)分R,沉積速度評(píng)分V,耐腐蝕性評(píng)分Q乘以不同的權(quán)重構(gòu)成,z=0.5R+0.2V+0.3Q。R,V,Q的分值分別為0-100。3.實(shí)驗(yàn)方法試樣為10cm×5cm×0.2cm的低碳鋼板,在88-90℃
的恒溫水浴槽內(nèi)施鍍,鍍液pH值控制在4.5-5.0。鍍前處理按常規(guī)進(jìn)行,按均勻設(shè)計(jì)表中確定的組成分別配成16種化學(xué)鍍液,掛鍍法施鍍1h,清洗,晾干,對(duì)試樣進(jìn)行外觀的評(píng)定。沉積速度測(cè)定:沉積速度,樣片增加的重量/樣片的面積(g/cm2)耐腐蝕性測(cè)定:10%硫酸浸泡24h,根據(jù)失重及腐蝕后外觀評(píng)分4.結(jié)果處理及分析4.1建立數(shù)學(xué)模型及篩選變量考慮到可能有的數(shù)學(xué)關(guān)系,將各因素的一次項(xiàng),二次項(xiàng),兩因子間的交互作用項(xiàng)均作為考察對(duì)象,回歸方程模型為:
R=b0+∑bixi+∑bijxixj+∑biixi2(i=1,2,3,4;i≠j)b為各項(xiàng)系數(shù)。將給因素的值及綜合指標(biāo)輸入計(jì)算機(jī),用自后淘汰變量法(backwardselection)進(jìn)行回歸分析和變量篩選,sigF>0.10的變量被淘汰,最后得到指標(biāo)與相關(guān)組成的回歸方程。Z=86.726+6.555×d-4.554×p2+1.384×c2+0.01641×ω2-3.177×p×c+0.1932×p×ω-0.1209×c×ω-0.3779×d×ω
c為主光亮劑;d為輔助光亮劑;ω為潤(rùn)濕劑;p為穩(wěn)定劑。4.2對(duì)回歸方程的優(yōu)化處理用求條件極值的強(qiáng)約束優(yōu)化法對(duì)回歸方程進(jìn)行優(yōu)化,用Matlab語(yǔ)言編程,用BFGS擬牛頓(Quasi-Newton)算法及最小二乘法尋優(yōu),本實(shí)驗(yàn)找到的最優(yōu)解為:主光亮劑HC3.7mg/L,輔助光亮劑HD1.1ml/g,穩(wěn)定劑0.2mg/L,潤(rùn)濕劑19.7mg/L,乳酸6mol/L。
4.3優(yōu)化結(jié)果的驗(yàn)證按最優(yōu)解所得到的組成配成鍍液進(jìn)行施鍍,所得試樣外觀達(dá)到鏡面全光亮,鍍件經(jīng)各種腐蝕介質(zhì)分別浸泡24h后外觀仍然光亮,鍍層無明顯變化。鍍片綜合指數(shù)評(píng)定值為96.2,優(yōu)于實(shí)驗(yàn)中最好的5號(hào)試樣。鍍速可達(dá)11-5μm/h,鍍液使用周期可達(dá)8周期以上。4.4各因素對(duì)鍍層質(zhì)量影響的分析回歸方程中各項(xiàng)系數(shù)的大小反映了該因素對(duì)指標(biāo)影響的大小,但由于給系數(shù)的單位不同不能進(jìn)行比較,因此需對(duì)給變量的系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,將回歸方程系數(shù)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)b0
:
主光亮劑c2
輔助光亮劑d穩(wěn)定劑p2
潤(rùn)濕劑ω2
b00.3840.384-0.759-0.418
交互pc
交互pw
交互cw
交互dwb0-0.4850.233-0.229-0.714從以上數(shù)據(jù)看出,但因素對(duì)綜合指標(biāo)影響最大的是穩(wěn)定劑,其次是潤(rùn)濕劑。根據(jù)交互作用項(xiàng)的系數(shù)可看出,潤(rùn)濕劑與輔助光亮劑的交互作用dw影響最大,其次主光亮劑與穩(wěn)定劑的交互作用影響液也較大。優(yōu)選法試驗(yàn)設(shè)計(jì)初步單因素雙因素單峰情形多峰情形多因素正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)0.618法分?jǐn)?shù)法對(duì)分法縱橫對(duì)折法單峰情形從好點(diǎn)出發(fā)法平行線法雙因素盲人爬山法分批試驗(yàn)法盲人爬山法單峰函數(shù)f(x)在[a,b]上只有唯一的最大(?。┲迭c(diǎn)C;f(x)在[a,C]上遞增(減),在[C,b]上遞減(增)。案例煉鋼時(shí)通過加入含有特定化學(xué)元素的材料,使煉出來的鋼滿足一定的指標(biāo)要求。假設(shè)為了煉出某種特定用途的鋼,每噸需要加入某些元素的量在1000g到2000g之間,問如何通過試驗(yàn)的方法找到它的最優(yōu)加入量。(三)黃金分割法—0.618法試驗(yàn)點(diǎn)的選?。?/p>
x1=小+0.618×(大-小);
x2=小+大-x1。一般:xn=小+大-xm。概括為“加兩頭,減中間”。拋物線法0.618法只比較兩點(diǎn)的好壞,歷史的數(shù)據(jù)已棄置不用了,改進(jìn)的方法之一:三點(diǎn)x1<x2<x3,可以定了曲線上的三點(diǎn):(x1,f(x1)),(x2,f(x2)),(x3,f(x3))。而過這三點(diǎn)的拋物線[插值公式]是:(五)其他幾種常見的優(yōu)選法2.盲人爬山法一種采用小步調(diào)整策略的優(yōu)選法,其依據(jù)的原理就是“單峰函數(shù)的最佳點(diǎn)與好點(diǎn)在差點(diǎn)的同側(cè)”。(五)其他幾種常見的優(yōu)選法3.分批試驗(yàn)法均分分批試驗(yàn)法第一批第二批比例分割分批試驗(yàn)法第一批第二批4.平行線法
改進(jìn)單純形法1965年J.A.Nelder等提出來的,在基本單純形法的基礎(chǔ)上引入了反射、擴(kuò)大、收縮與整體收縮規(guī)則,變固定步長(zhǎng)為可變步長(zhǎng),解決了優(yōu)化速度與優(yōu)化精度之間的矛盾。兩因素單純形的推移過程因素1因素2BACDEONA改進(jìn)單純形ND單純形整體收縮因素1因素2ABCC’A’在單純形的推移過程中,新實(shí)驗(yàn)點(diǎn)在空間的位置坐標(biāo)按以下方法計(jì)算:其他高級(jí)算法調(diào)優(yōu)算法蒙特-卡洛模擬遺傳算法模擬退火人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)蟻群算法土壤環(huán)境
固、液、氣3相組成。具有特定的溫、濕度條件、通氣狀況、機(jī)械組成、化學(xué)特性和有機(jī)物,形成一個(gè)特殊生態(tài)環(huán)境,大部分昆蟲都與土壤有不同程度的聯(lián)系。1,影響植物,間接影響昆蟲;2,生活場(chǎng)所;3,化蛹場(chǎng)所、越夏越冬。
1、土壤溫、濕度一、土壤溫度土棲昆蟲在土中的活動(dòng),常隨著土層溫度變化而呈垂直方向變化。防治意義。二、土壤濕度:土壤水分+土壤空隙空氣濕度,取決于降水量和灌溉。1、土壤空氣中的濕度除表土層外總處于飽和。昆蟲卵和蛹期常棲土壤。2、影響著土棲昆蟲分布。細(xì)胸金針蟲、小地老虎:高濕;溝金針蟲、華北螻蛄旱地高原。3、土壤含水量與地下害蟲活動(dòng)為害有密切關(guān)系。如果實(shí)行水旱輪作,使田里有一個(gè)長(zhǎng)期的淹水條件,可以顯著減少旱作階段的地下害蟲。4、在土壤內(nèi)產(chǎn)卵的昆蟲,產(chǎn)卵時(shí)對(duì)土壤含水量也有一定要求。此外,土壤濕度過大,往往使土壤昆蟲易于感病死亡。2、土壤理化性質(zhì)土壤成分、通氣性、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、土壤的酸堿度、含鹽量質(zhì)地和結(jié)構(gòu):與地下害蟲分布和活動(dòng)關(guān)系密切。華北螻蛄:砂壤土;東方螻蛄:粘土。金龜甲幼蟲(蠐螬),疏松砂土和壤土。螻蛄:砂質(zhì)濕潤(rùn)土壤,尤其是經(jīng)過耕犁、施有廄肥的松軟土壤;黃守瓜:粘土。土壤酸堿度:溝金針蟲:酸性缺鈣土;細(xì)胸金針蟲:堿性土。小麥紅吸漿蟲幼蟲:pH7~11。蔥蠅:強(qiáng)酸性土壤中產(chǎn)卵。土壤含鹽量:影響東亞飛蝗發(fā)生,0.25%以下時(shí)雌蝗產(chǎn)卵選擇不明顯;含鹽量達(dá)0.8%以上的土壤不適宜飛蝗產(chǎn)卵和卵的成活。3、土壤有機(jī)物
在施肥土壤中昆蟲密度比沒有施肥的多,施有機(jī)肥的更多。
一些腐食性昆蟲在其生命活動(dòng)過程中,將一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可以被植物利用的可給態(tài)化合物。土棲昆蟲增加了土壤隙度,使土壤微生物好氣性過程加強(qiáng),利于有機(jī)物分解。有些土棲昆蟲消化道內(nèi)存有大量土壤微生物和共生微生物,糞便為土壤積累了腐植質(zhì)(螨類和線蟲)。防治地下害蟲和根部病害時(shí)應(yīng)避免盲目灌施農(nóng)藥,以減少對(duì)有益土棲動(dòng)物和微生物的殺傷,防止惡化土壤環(huán)境和降低土壤肥力。
第三節(jié)、生物因子
指環(huán)境中的所有生物由于其生命活動(dòng)而對(duì)某種昆蟲所產(chǎn)生的直接和間接影響,以及該種昆蟲個(gè)體間的相互影響。這些影響主要表現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)聯(lián)系上,如種間競(jìng)爭(zhēng)、種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)及共生、共棲等。其中食物和天敵是生物因素中的兩個(gè)最為重要的因素,制約著昆蟲種群數(shù)量動(dòng)態(tài)。特點(diǎn):
1.非生物因素對(duì)昆蟲的影響是比較均勻的。生物因素在一般情況下,只影響昆蟲的某些個(gè)體。
2.非生物因素對(duì)昆蟲的影響與昆蟲種群個(gè)體數(shù)量無關(guān)。但生物因素對(duì)昆蟲影響的程度,則與昆蟲種群個(gè)體數(shù)量關(guān)系密切。如在一定空間范圍內(nèi),寄主愈多,昆蟲愈容易找到食物,既種間競(jìng)爭(zhēng)?。惶貏e是昆蟲天敵受昆蟲種群數(shù)量多少的影響很大。所以,非生物因素也稱為非密度制約因素,生物因素也稱為密度制約因素。
3.非生物因素一般只是單方面對(duì)昆蟲發(fā)生影響,而生物因素對(duì)昆蟲的影響則是相互之間。如某種昆蟲的天敵數(shù)量增多,其種群數(shù)量即將隨之下降;昆蟲種群數(shù)量下降,勢(shì)必造成其天敵的食物不足,天敵數(shù)量也隨之下降,而又導(dǎo)致該種昆蟲種群數(shù)量的增多。
4.生物因素受非生物因素的影響,即非生物因素可以通過生物因素對(duì)某種昆蟲產(chǎn)生間接的影響。
食物聯(lián)系是表達(dá)生物種間關(guān)系的基礎(chǔ)。
1、食物對(duì)昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖和存活的影響
雖然雜食性和多食性的昆蟲可取食多種食物,但它們?nèi)远加懈髯缘淖钍仁车闹参锘騽?dòng)物種類。同一植物不同器官。對(duì)昆蟲的發(fā)育歷期、成活率、性比、繁殖力等都有明顯的影響。如棉鈴蟲飼以玉米雌穗、雄穗、心葉,飼以棉蕾、鈴、心葉都表現(xiàn)出明顯差異。意義:(1)預(yù)測(cè)引進(jìn)新的作物后,可能發(fā)生的害蟲優(yōu)勢(shì)種(2)根據(jù)害蟲最適食性范圍,改進(jìn)耕作制度和選用抗蟲品種,以創(chuàng)造不利于害蟲生存的條件。一、食物因子
單食性:只取食一種植物或僅旁及該植物的某些近緣種;
寡食性:只取食一科或與該科植物相近緣的某些種;
多食性:能夠取食親緣關(guān)系不同的許多科的植物的。
其它食性的昆蟲類群也有食性的專門化特征,如只有一種寄主的寄生性昆蟲稱為狹寄生,具有許多種不同科的寄主則為廣寄生。昆蟲與寄主的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系及寄主的抗性自然界沒有一種寄主愿意接受所有的寄生者,也不存在一種寄生者會(huì)不選擇的去取食所有的寄主。產(chǎn)卵期的選擇性要求取食期選的擇性要求取食后營(yíng)養(yǎng)的選擇性要求發(fā)育過程對(duì)特殊生理物質(zhì)的選擇性要求寄主植食性昆蟲對(duì)寄主的選擇性表現(xiàn)
第一步——產(chǎn)卵期的選擇性要求要求寄主植物的生境與昆蟲本身的一致,其色、形、味能對(duì)昆蟲能產(chǎn)生刺激和招引作用,驅(qū)使昆蟲進(jìn)行選擇、產(chǎn)卵或覓食。
第二步——取食期選的擇性要求當(dāng)一種昆蟲選擇某一種植物后,能否使該昆蟲產(chǎn)生食欲及取食,與其表面的物理性狀、組織結(jié)構(gòu)特征、化學(xué)物質(zhì)等有關(guān)。
第三步——取食后營(yíng)養(yǎng)的選擇性要求昆蟲一旦開始取食,決定其繼續(xù)取食的關(guān)鍵是該植物的營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)能否充分滿足其生長(zhǎng)發(fā)育的要求。
第四步——發(fā)育過程對(duì)特殊生理物質(zhì)的選擇性要求當(dāng)普通營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)滿足昆蟲的生長(zhǎng)需求后,食料植物中是否含有蟲體自身不能合成的生理必需物,如特殊的維生素、合成激素的前體等,就成是保障其完成發(fā)育、并繼續(xù)取食植物的決定因素。2、植物抗蟲性指同種植物在某種害蟲為害較嚴(yán)重的情況下,某些品種或植株能避免受害、耐害、或雖受害而有補(bǔ)償能力的特性。在田間與其它種植物或品種植物相比,受害輕或損失小的植物或品種稱為抗蟲性植物或抗蟲性品種。
植物保護(hù)自身不被昆蟲取食的現(xiàn)象為抗蟲性(抗蟲三機(jī)制),提高植物抗蟲能力是治理害蟲的重要的手段。這三類抗蟲性在不同種類、品種上的表現(xiàn)不同。但抗蟲性是普遍存在的現(xiàn)象。不選擇性抗生性耐害性(1)不選擇性:植物使昆蟲不棲息、不產(chǎn)卵或不取食的一些特性。如由于形態(tài)、生理生化特性、揮發(fā)物,可以阻止昆蟲趨向植物產(chǎn)卵或取食;或者由于植物物侯特性,使其某些生育期與昆蟲產(chǎn)卵期或?yàn)楹ζ诓灰恢?;或者由于植物生長(zhǎng)特性,所形成的小生態(tài)環(huán)境不適合昆蟲生存。(2)抗生性:植物不能全面滿足昆蟲營(yíng)養(yǎng)需要或含有毒物質(zhì),或缺少對(duì)昆蟲特殊需要的物質(zhì),取食后發(fā)育不良,壽命縮短,生殖力減弱,甚至死亡,或者由于昆蟲取食刺激而在傷害部位產(chǎn)生化學(xué)或組織變化而抗拒繼續(xù)取食。(3)耐害性:植物在害蟲為害后具有較強(qiáng)增殖和補(bǔ)償能力。如蕪菁品種圓而長(zhǎng)的,一般具有強(qiáng)大的根,比扁平或扁圓具細(xì)根的品種,對(duì)蘿卜蠅侵害有較強(qiáng)的耐害性,且受害后恢復(fù)較快。又如某些禾谷類作物受蛀莖蟲為害時(shí),被害莖枯死,但能以分蘗補(bǔ)償。
昆蟲的生物性敵害,通常叫做天敵。昆蟲之間,以及昆蟲與其他生物之間,由于種間斗爭(zhēng),可存在捕食、寄生、共生、共棲和競(jìng)爭(zhēng)的自然現(xiàn)象。天敵因子不是昆蟲生存所必須的條件,而是抑制因子之一。天敵因子對(duì)于農(nóng)業(yè)害蟲種群消長(zhǎng)是經(jīng)常起作用的1種因素。二、天敵因子1、致病微生物細(xì)菌、真菌、病毒、病原線蟲、病原原生動(dòng)物、立克次體
(1)細(xì)菌
分屬于芽孢桿菌科、腸桿菌科、假單胞菌科。芽孢桿菌如蘇蕓金桿菌和日本金龜芽孢桿菌等。癥狀:行動(dòng)遲緩,食欲減遲,死后身體軟化和變黑。內(nèi)臟常軟化。帶粘性,有臭味。
(2)真菌(蟲生菌)
主要屬為:接合菌亞門的蟲生霉,子囊菌亞門的蟲草菌,半知菌亞門的白僵菌、綠僵菌、多毛孢、輪枝孢等屬。
癥狀:身體僵化,不破裂,濕度大時(shí)產(chǎn)生霉層(田間應(yīng)用需要高濕環(huán)境)病原微生物(3)病毒
核型多角體病毒(NPV)、質(zhì)型多角體病毒(CPV)和顆粒體病毒(GV)。?;院軓?qiáng)。
利用病毒防治害蟲,用量很少就可取得良好效果,持效期長(zhǎng)。但必須活體培養(yǎng)。病癥:常見的病癥是體液液化渾濁、無臭味;或腹部膨脹、排出堊白色糞便;或是體出現(xiàn)藍(lán)、紫等暈色及彩虹色。(4)線蟲
線蟲動(dòng)物門、線蟲綱。主要是索線蟲總科的索線蟲科和小桿總科中的斯氏線蟲科、異小桿線蟲科。(1)身體與寄主昆蟲相比的大小;(2)捕食性天敵昆蟲通常需捕食許多頭獵物才能完成個(gè)體發(fā)育,而寄生性天敵昆蟲只需寄生于1頭寄主內(nèi)即可完成個(gè)體發(fā)育;(3)致死時(shí)間;(4)捕食時(shí)可自由活動(dòng),而寄生時(shí)不離開寄主;(5)捕食性天敵昆蟲成、幼蟲食物(獵物)一般相同,而寄生性天敵昆蟲成、幼蟲食物一般不同。2.天敵昆蟲
捕食性天敵昆蟲:
18個(gè)目近200多科內(nèi)均有捕食性天敵昆蟲,捕食植食性昆蟲的多為害蟲的天敵。如螳螂目,脈翅目,鞘翅目的肉食亞目、多食亞目的瓢蟲等,膜翅目針尾亞目,雙翅目的食蟲虻、食蚜蠅等,半翅目的獵蝽、花蝽等。
引進(jìn)或繁殖捕食性昆蟲是生物防治中常用的方法,如澳洲瓢蟲Rodoliacardinalis被從澳洲引進(jìn)亞、非、拉、美、歐防治吹綿蚧,小紅瓢蟲Rodoliapumila由我國(guó)引至埃及控制吹綿蚧等。
寄生性天敵昆蟲:包括內(nèi)寄生與外寄生兩類。按寄主的發(fā)育階段有卵期寄生、幼期寄生、蛹期寄生和成蟲期寄生。
當(dāng)寄生性天敵在寄主上的發(fā)育期占有寄主兩個(gè)以上的發(fā)育階段時(shí)為跨期寄生。寄生性天敵昆蟲的寄生現(xiàn)象有四種類型:
一個(gè)寄主體內(nèi)只有一個(gè)寄生物為單寄生。一個(gè)寄主體內(nèi)有兩頭以上的同種寄生物是多寄生。一個(gè)寄主體內(nèi)有兩種以上的寄生物為共寄生。一個(gè)寄主被第一個(gè)寄生物寄生、第二個(gè)寄生物又寄生于第一個(gè)寄生物的現(xiàn)象則是重寄生。
其它動(dòng)物中以蜘蛛、螨類最多,其對(duì)害蟲種群數(shù)量有較強(qiáng)的控制力,但其食性雜、專一性差。
魚及兩棲類中蟾蜍、蜥蜴和蛙的食物主要是昆蟲,魚類則對(duì)控制孑孓有重要作用。
以昆蟲為食的鳥類也相當(dāng)多,如啄木鳥等。
3.其他捕食昆蟲的動(dòng)物
蝙蝠是以昆蟲為食物的獸類的代表.
食蟲目中如鼩鼱常以在土壤中越冬、越夏或棲息的昆蟲為食,其捕食率高達(dá)30
90%。
熱帶亞熱帶地區(qū)某些植物需要“捕食”昆蟲及其它小型動(dòng)物才能完成其發(fā)育過程,這些植物的葉特化為成了專門的捕食器官。第五章昆蟲種群生態(tài)學(xué)(一)第一節(jié)種群的概念第二節(jié)昆蟲種群的結(jié)構(gòu)和數(shù)量變動(dòng)第三節(jié)昆蟲種群數(shù)量的季節(jié)消長(zhǎng)類型第四節(jié)昆蟲種群生命表第五節(jié)昆蟲種群分布型第六節(jié)昆蟲種群的生態(tài)對(duì)策第一節(jié)概念種群population:在一定的生活環(huán)境內(nèi)、占有—定空間的同種個(gè)體的總和。共同屬性:形態(tài)結(jié)構(gòu)、生活方式、遺傳性,生殖隔離不同屬性:出生率、死亡率、性比、平均壽命、年齡組成、基因頻率、繁殖速率、密度及數(shù)量變動(dòng)、空間分布、遷移率、滯育率種群的功能:自動(dòng)調(diào)節(jié),群體信息傳遞、行為適應(yīng)、數(shù)量反饋控制。關(guān)于種內(nèi)關(guān)系,不能只從表面上看待,例如,隨著昆蟲數(shù)量的增加,種內(nèi)對(duì)食物、隱蔽場(chǎng)所等生存條件的競(jìng)爭(zhēng)加劇,有的甚至出現(xiàn)自相殘殺(小地老虎、棉鈴蟲幼蟲),從個(gè)體角度來看,這種種內(nèi)對(duì)抗和非對(duì)抗性的矛盾是有害的,但是從種群整體的水平上看,保存較強(qiáng)個(gè)體,淘汰較弱個(gè)體,對(duì)本種進(jìn)化是有利的,同時(shí)也是防止種群密度過剩的一種方式。第二節(jié)種群結(jié)構(gòu)與數(shù)量變動(dòng)一、種群結(jié)構(gòu)
指種群內(nèi)某些生物學(xué)特性、對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力或在形態(tài)上可以是完全相同的個(gè)體群在總體中所占的比例。其中主要是性比和年齡組配【一個(gè)自然種群中同一發(fā)育階段不同發(fā)育進(jìn)度的數(shù)量比例或占的百分率】,研究種群的年齡組成,對(duì)于預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化趨勢(shì)具有重要意義
。⑴增長(zhǎng)型:出生的比死亡的多,種群的密度數(shù)越來越大。增長(zhǎng)型年齡組成老年成年幼年⑵穩(wěn)定型:特點(diǎn)是各年齡期的個(gè)體數(shù)比例適中。在一定時(shí)期內(nèi)出生的新個(gè)體數(shù)接近衰老死亡的個(gè)體數(shù)。種群中個(gè)體數(shù)目保持相對(duì)穩(wěn)定。穩(wěn)定型年齡組成老年成年幼年⑶衰退型:新出生的個(gè)體不能補(bǔ)償衰老死亡的個(gè)體數(shù)。種群密度越來越小。衰退型年齡組成老年成年幼年
種群動(dòng)態(tài)主要研究種群的大小或數(shù)量在時(shí)間上和空間上的變化規(guī)律。(1)有多少?(數(shù)量、密度)(2)哪里多哪里少?(分布和空間結(jié)構(gòu))(3)從哪里來?到哪里去?(空間數(shù)量變動(dòng))(4)什么時(shí)間來?什么時(shí)間走?(時(shí)間變動(dòng))(5)為什么?(種群數(shù)量調(diào)節(jié)機(jī)制)二、種群數(shù)量變動(dòng)(種群動(dòng)態(tài))種群基數(shù)、繁殖速率、死亡率、相對(duì)遷移率。昆蟲種群動(dòng)態(tài)的基本模式可以概括為:
二、種群動(dòng)態(tài)(一)種群基數(shù)(N)指前一代某一發(fā)育階段(卵、幼蟲、蛹或成蟲)在一定空間的平均數(shù)量,是估測(cè)其下一代種群數(shù)量變動(dòng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(二)繁殖速率(R)
一種昆蟲種群在單位時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng)的個(gè)體數(shù)量的最高理論倍數(shù)。繁殖速率的大小主要取決于種群的生殖力(出生率)、性比和一年發(fā)生代數(shù)??梢韵率奖硎荆?/p>
e為單雌產(chǎn)卵量,m為雄蟲數(shù),f為雌蟲數(shù),n為一年發(fā)生代數(shù)。(三)死亡率(d)
在一定時(shí)間內(nèi)種群死亡個(gè)體數(shù)占總數(shù)的百分率。因時(shí)間、環(huán)境條件而變化。也常用存活率(S)來表示環(huán)境因素對(duì)昆蟲種群數(shù)量變動(dòng)的影響,即S=1一d。
(四)遷移率(M)
具翅成蟲的活動(dòng)常影響種群數(shù)量變動(dòng)。在一定時(shí)間內(nèi)遷出個(gè)體和遷入個(gè)體數(shù)量差占總體的百分率。種群數(shù)量的調(diào)查取樣調(diào)查法:五點(diǎn)取樣,棋盤式取樣,Z字形取樣,對(duì)角線取樣用黑光燈或性信息素誘集遷飛性昆蟲上代總量作為下代種群基數(shù)。種群數(shù)量的調(diào)查標(biāo)志重捕法:某種群有P個(gè)體,其中C個(gè)第一次被捕并標(biāo)記(如用噴涂顏料、示蹤原子等方法),放回原處。經(jīng)一段時(shí)間后,估計(jì)標(biāo)記個(gè)體與原來未標(biāo)記的個(gè)體混勻,再捕捉R個(gè)個(gè)體其中L個(gè)個(gè)體帶有標(biāo)記,則:C:P=L:R種群數(shù)量的調(diào)查去除取樣法:一個(gè)密閉種群隨著連續(xù)捕捉,數(shù)量逐漸減少,因而花費(fèi)同樣捕捉力量所取得的捕獲數(shù)將逐漸降低,捕獲累計(jì)數(shù)逐漸增大。將逐次捕捉數(shù)/單位努力(Y軸)對(duì)累積捕捉數(shù)(X軸)作圖,該模擬直線與X軸交點(diǎn)處即為種群數(shù)量估計(jì)值。此外,還有卵量調(diào)查,果蛀率觀察,鳴叫計(jì)數(shù)(蟬),其他可用于昆蟲為害的特征。第三節(jié)昆蟲種群數(shù)量季節(jié)消長(zhǎng)
昆蟲的種群數(shù)量是隨季節(jié)的變化而消長(zhǎng)波動(dòng)的,這種波動(dòng)在一定空間內(nèi)常有相對(duì)的穩(wěn)定性,因而形成了昆蟲種群的季節(jié)消長(zhǎng)類型。一年發(fā)生l代的昆蟲,其季節(jié)消長(zhǎng)型比較穩(wěn)定;一年發(fā)生多代的昆蟲則較復(fù)雜,而且常因地理?xiàng)l件和在當(dāng)?shù)匾荒臧l(fā)生代數(shù)不同,其種群數(shù)量的消長(zhǎng)變化較大。種群數(shù)量季節(jié)消長(zhǎng)的類型一、單峰型
1.1斜坡型:麥葉蜂、稻薊馬、稻小潛蠅、豌豆?jié)撊~蠅、桃小食心蟲
1.2拋物線型:稻苞蟲、高粱蚜、大豆蚜、斜紋夜蛾、銀紋夜蛾、甜菜夜蛾等。二、雙峰型(馬鞍型)
麥長(zhǎng)管蚜、菜粉蝶、蘿卜蚜、桃蚜、螻蛄等。三、多峰型(階梯上升型或波浪型)
三化螟、亞洲玉米螟、棉鈴蟲、棉紅鈴蟲等。
種群數(shù)量常因分布地區(qū)、年份及耕作制度等不同而發(fā)生變動(dòng),應(yīng)研究找出變動(dòng)的主導(dǎo)因素,以作為測(cè)報(bào)和防治的依據(jù)。
第二節(jié)森林昆蟲種群及其動(dòng)態(tài)
種群(population)概念:是種(species)下的分類單元,是指在一定的生活環(huán)境內(nèi)、占有—定空間的同種個(gè)體的總和。種群是物種在自然界存在的基本單位。種群是生物群落的基本組成。也是生態(tài)學(xué)研究的基本單位。
種群具有:1、種的一般生物學(xué)屬性(如形態(tài)結(jié)構(gòu)、生活方式、遺傳性相同,以及與其它種存在嚴(yán)格的生殖隔離)。2、群體自身的生物學(xué)屬性,如出生率、死亡率、性比、平均壽命、年齡組成、基因頻率、繁殖速率、密度及數(shù)量變動(dòng)、空間分布、遷移率、滯育率等。但同—種的種群在長(zhǎng)期的地理隔離或寄主食物持化的情況下、也會(huì)使同種種群之間在生活習(xí)性、生理、生態(tài)特性,甚至在形態(tài)結(jié)構(gòu)或遺傳上發(fā)生—定的變異。由于長(zhǎng)期的地理隔離而形成的種群,稱為“地理種群”或“地理宗”。由于以寄主食物為主而形成的不同種群,稱為食物種群或食物宗(寄主宗)。如蘋果綿蚜在原產(chǎn)地美國(guó)須在蘋果和美洲榆兩種寄主植物上完成其世代交替(其有性世代發(fā)生在美洲榆上),但傳入歐洲后,因無美洲榆而終于逐漸適應(yīng)在蘋果上完成世代交替,形成了兩個(gè)不同的食物種群。
(一)昆蟲種群的結(jié)構(gòu)和數(shù)量變動(dòng)
1、昆由種群的結(jié)構(gòu)
昆蟲種群的結(jié)構(gòu)即昆蟲種群的組成,是指種群內(nèi)生物學(xué)特性、對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力或生理特性互不相同的個(gè)體群在總體中所占的比例。其中主要是性比和年齡組配。
1.1性比是指成蟲或蛹雌性與雄性之比?;蛞源葡x率表示.大多數(shù)昆蟲自然種群的性比為1:1左右,但常因?yàn)榄h(huán)境因素的變化,使種群性比發(fā)生變化。如食物不足、營(yíng)養(yǎng)不良??墒剐员让黠@變?。?.2年齡組配是指—個(gè)自然種群中昆蟲各年齡組(如卵、幼蟲、蛹、成蟲)的相對(duì)比例或百分率;
此外,由于一些昆蟲具有多型現(xiàn)象而產(chǎn)生各種生物型,如有翅型和無翅型、長(zhǎng)翅型和短翅型、群居型和散居型等,其在種群中的比例或百分率,也影響種群的變化。
有時(shí)需要研究?jī)煞N或兩種以上的種群,特稱為混合種群(mixedpopulation)。如在研究害蟲生物防治或綜合防治時(shí),就需要考慮害蟲和天敵等兩種或兩種以上種群的數(shù)量變動(dòng)。
2、昆蟲種群的數(shù)量變動(dòng)
昆蟲種群數(shù)量的變動(dòng)主要取決于種群基數(shù)、繁殖速率、死亡率相遷移率。
2.1種群基數(shù)(種群密度)
種群基數(shù)(N)指前一代或前一時(shí)期某—發(fā)育階段(卵、幼蟲、蛹或成蟲)在一定空間的平均數(shù)量,或指單位時(shí)間內(nèi)昆蟲的個(gè)體數(shù)。
種群絕對(duì)密度:總數(shù)量調(diào)查(多用于脊椎動(dòng)物或人口統(tǒng)計(jì))或抽樣調(diào)查,或標(biāo)記重捕法即:在—定空間內(nèi),標(biāo)記(如用噴涂顏料、示蹤原子等方法)、釋放、捕回成蟲,按釋放和捕回?cái)?shù)量比來估計(jì)種群基數(shù),其一般計(jì)算公式為:種群基數(shù)N=(捕回成蟲總量n×釋放標(biāo)記成蟲量m)/捕回標(biāo)記成蟲量M。(林肯指數(shù)法,1950)標(biāo)志重捕法:如在對(duì)某鼠的種群調(diào)查中,第一次捕獲并標(biāo)志了39只鼠,第二次捕獲34只,其中有標(biāo)志鼠15只。該種群數(shù)量為N,則N:39=34:15N=39×34/
15=88(只)種群相對(duì)密度:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)黑光燈誘集上代總量作為下代的種群基數(shù)或用有蟲株率表示。2.2繁殖速率
繁殖速率(R)是指一種昆蟲種群在單位時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng)的個(gè)體數(shù)量的最高理論倍數(shù),它反映了種群個(gè)體數(shù)量增加的能力。繁殖速率的大小主要取決于種群的生殖力(出生率)、性比和一年發(fā)生代數(shù)。可以下式表示:
R=[e*f/(f+m)]n
式中e為單雌平均生殖力(產(chǎn)卵量),m為雄蟲數(shù),f為雌蟲數(shù),n為一年發(fā)生代數(shù)。
理論值為生理出生率,生態(tài)出生率為特定生態(tài)條件下的實(shí)際出生率。2.3死亡率
(d)
一般用在一定時(shí)間內(nèi)種群死亡個(gè)體數(shù)占總數(shù)的百分率表示。種群的死亡率和生殖力(出生率)一樣,是指在一定環(huán)境條件和時(shí)間下的種群死亡率,即生態(tài)死亡率(ecologicalmortality),它是因時(shí)間、環(huán)境條件而變化的。也常用存活率(S)來表示環(huán)境因素對(duì)昆蟲種群數(shù)量變動(dòng)的影響,即S=1一d。
2.4遷移率
昆蟲種群的個(gè)體,尤以具翅成蟲的活動(dòng)性,常影響種群的數(shù)量變動(dòng)。一般以遷移率(M)表示,遷移率為在一定時(shí)間內(nèi)遷出個(gè)體和遷入個(gè)體數(shù)量差占總體的百分率。一般情況下種群無明顯的擴(kuò)散和遷移,其遷移率可視為零。
(二)昆蟲種群分布型
昆蟲種群分布型(distributionpatternofinsectspopulation)是指昆蟲的個(gè)體在一定時(shí)間和空間內(nèi)的分布形式。也稱為空間格局(spatialpattern)和空間分布(spatialdistribution)。了解昆蟲種群空間分布型,對(duì)正確制訂調(diào)查方法和估計(jì)昆蟲數(shù)量動(dòng)態(tài)等有著重要意義。一般分為均勻分布、隨機(jī)分布和聚集分布。1、均勻分布又稱正二項(xiàng)分布(positivebinomialdistribution)。個(gè)體間保持一定的距離,分布均勻,在單位(樣方)中個(gè)體出現(xiàn)的概率(P)與不出現(xiàn)的概率(Q)是完全或幾乎相等的。
2、隨機(jī)分布又稱泊松分布(Poissondistribution)。樣本分布一般也是稀疏的和比較隨機(jī)的,某個(gè)體的存在不影響其他個(gè)體的分布。3、聚集分布
聚集分布是指種群內(nèi)個(gè)體間互不獨(dú)立。可因環(huán)境的不均勻或生物本身的行為等原因,呈現(xiàn)明顯的聚集現(xiàn)象??傮w中一個(gè)或多個(gè)個(gè)體的存在影響其它個(gè)體在同一取樣單位中的出現(xiàn)概率。(三)昆蟲種群生命表
生命表(1ifetab1e)是指按特定的種群年齡(發(fā)育階段)或生長(zhǎng)時(shí)間,研究分析種群的死亡率(存活率)、死亡原因、死亡年齡等的一覽表。生命表可分為3種類型,即特定時(shí)間生命表,適用于具有穩(wěn)定年齡組配和世代完全重疊的昆蟲種群的研究;特定年齡生命表,適用于世代離散的昆蟲種群的研究;世代平均生命表,適用于世代半重疊的昆蟲種群研究。
常用的特定年齡種群生命表中的自然種群生命表的組建和應(yīng)用。其一般包括以下各項(xiàng):(1)蟲期(發(fā)育階段,x),從卵期開始,按發(fā)育階段順序依次排列。也可根據(jù)一些昆蟲種群數(shù)量變動(dòng)的特點(diǎn),設(shè)孵化期,或?qū)讉€(gè)幼蟲齡期合為一個(gè)蟲期。(2)在x蟲期開始的存活數(shù)(12),一般第1個(gè)蟲期(卵期)的存活數(shù)最好折算為1000,以便于以后計(jì)算。(3)死亡原因(dxF)。(4)每一蟲期內(nèi)死亡數(shù)(dx),應(yīng)包括不同死亡原因下的死亡數(shù)。(5)死亡率(qn)。(6)存活率(sn)。最后分析下代種群數(shù)量動(dòng)態(tài)趨勢(shì),或進(jìn)一步分析影響種群數(shù)量動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵蟲期和關(guān)鍵致死因素,為預(yù)測(cè)和防治提供依據(jù)。
第三節(jié)生物群落和生態(tài)系統(tǒng)
一、群落的定義和一般特征:生物群落(bioticcommunity;biocoenosis)是指一定地段或一定生境內(nèi)各種生物種群構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元。生物群落這一名稱的范圍可廣可狹,如稻田生物群落、蘋果園生物群落等;或稻田昆蟲群落、蘋果園昆蟲生物群落等;或稻田飛虱類群落、蘋果園蚜蟲群落等。
生物群落的基本特征主要表現(xiàn)在:(1)物種多樣性
和穩(wěn)定性
群落多樣性(diversityofcommunity)是群落中物種數(shù)和各物種個(gè)體數(shù)構(gòu)成群落結(jié)構(gòu)特征的一種表示方法。一般認(rèn)為群落的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,多樣性越高,群落也越為穩(wěn)定,群落多樣性是比較群落穩(wěn)定性的一種指標(biāo),在評(píng)價(jià)害蟲綜合治理的生態(tài)效益中有著重要的意義。
(2)
優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象群落中各個(gè)生物成員在群落中的重要性不同。如常常一個(gè)或幾個(gè)優(yōu)勢(shì)種可能決定群落的特征。(3)森林昆蟲群落的結(jié)構(gòu)包括空間結(jié)構(gòu)、時(shí)間結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。二、森林昆蟲群落的結(jié)構(gòu)1、空間結(jié)構(gòu):垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)同一地域的同一群落都具有其時(shí)間和空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。如一個(gè)森林群落常可以劃分為喬木層、灌木層、草木層、苔蘚、地衣層等;在同一植物上各種昆蟲的生態(tài)位有所不同。2、時(shí)間結(jié)構(gòu):晝夜節(jié)律、季節(jié)動(dòng)態(tài)和演替引起生物組成的變動(dòng)。群落隨時(shí)間而變化的動(dòng)態(tài)特征,稱為群落演替。群落演替的速度因群落的組成和環(huán)境變化的幅度而不同,有的幾年,有的幾十年甚至幾百年才能出現(xiàn)。
3、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu):食物鏈和食物網(wǎng)、營(yíng)養(yǎng)級(jí)。第四節(jié)昆蟲地理分布世界動(dòng)物地理分區(qū)概述:世界共分六大動(dòng)物地理區(qū)域,它們是:新北區(qū),主要是北美各國(guó);
古北區(qū),包括歐洲和亞洲北部、非洲北部;
東洋區(qū),包括亞洲南部各國(guó);
新熱帶區(qū),主要指南美和中美;
非洲區(qū)[熱帶區(qū)],包括非洲、馬達(dá)加斯加及其附近的島嶼;
澳洲區(qū),包括澳大利亞及其附近島嶼。第五節(jié)生物多樣性與森林害蟲控制生物多樣性的概念生物多樣性是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)存的相互作用的植物、動(dòng)物和微生物物種的總和;或指生命的種類及其過程,包括所有的有機(jī)體的種類、它們間的遺傳差異及相關(guān)的群落和生態(tài)系統(tǒng),多樣性各個(gè)生物階元(物種、生態(tài)系統(tǒng)等)的數(shù)量及相對(duì)頻率。生物多樣性包括不同的組織層次,即遺傳多樣性、物種多樣性、群落或生態(tài)系統(tǒng)多樣性2、生物多樣性的測(cè)度(1)BergerParker優(yōu)勢(shì)度指數(shù):I=Nmax/NT其中Nmax為優(yōu)勢(shì)種群數(shù)量,NT為全部種群數(shù)量(2)Shannon-Wiener多樣性指數(shù):H=-∑Pi·logPi(I=1,2,3,……s)其中Pi為第i種的個(gè)體數(shù)與總個(gè)體數(shù)的比值;S為物種數(shù)(3)均勻度指數(shù):E=H/Hmax=H/lns其中:E為均勻度,H為多樣性指數(shù),lns為種類數(shù),s取自然對(duì)數(shù),個(gè)體總數(shù)N=∑ni
(4)豐富度指數(shù)Pi=Ni/N
其中:Ni為第I類群個(gè)體數(shù),N為個(gè)體總數(shù)(5)Sorenson相似性系數(shù):Cs=2j/(a+b)式中:j為兩個(gè)群落或樣地共有的物種數(shù);a和b分別為樣地A和樣地B的物種數(shù)
第六節(jié)害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)也就是要預(yù)先掌握害蟲發(fā)生期的遲早,發(fā)生量的多少,對(duì)植物危害的輕重,以及分布、擴(kuò)散范圍等。害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作是進(jìn)行害蟲綜合防治的必要前提。只有對(duì)害蟲發(fā)生為害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)做得及時(shí)、準(zhǔn)確,才能正確地?cái)M定綜合治理計(jì)劃,及時(shí)采取必要的措施,經(jīng)濟(jì)有效地壓低害蟲的發(fā)生數(shù)量。
一、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的類型就測(cè)報(bào)期限的長(zhǎng)短可分為短期測(cè)報(bào)、中期測(cè)報(bào)和長(zhǎng)期測(cè)報(bào)。1.短期測(cè)報(bào)一般僅測(cè)報(bào)幾天到10多天的蟲期的動(dòng)態(tài)。根據(jù)害蟲的前一蟲期推測(cè)下一蟲期的發(fā)生期和數(shù)量,作為當(dāng)前防治措施的依據(jù)。2.中期測(cè)報(bào)一般都是跨世代的,即根據(jù)前一代的蟲情推測(cè)下一代各蟲期的發(fā)生動(dòng)態(tài),作為部署下一代的防治依據(jù)。期限往往在一個(gè)月以上。3.長(zhǎng)期測(cè)報(bào)是對(duì)兩個(gè)世代以后的蟲情測(cè)報(bào),在期限上一般達(dá)數(shù)月,甚至跨年。就預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)內(nèi)容來分,可分為發(fā)生期預(yù)測(cè)、發(fā)生量預(yù)測(cè)和分布蔓延預(yù)測(cè)。1、發(fā)生期預(yù)測(cè)是指昆蟲某一蟲態(tài)出現(xiàn)時(shí)間的預(yù)測(cè)。發(fā)生期預(yù)測(cè)在害蟲防治上很重要。2、發(fā)生量預(yù)測(cè)就是預(yù)測(cè)未來害蟲數(shù)量的變化。3、分布蔓延預(yù)測(cè)根據(jù)害蟲生物學(xué)特性及適生環(huán)境指標(biāo),結(jié)合氣象等生態(tài)因子數(shù)據(jù)。預(yù)測(cè)可能分布蔓延范圍。就是預(yù)測(cè)分布區(qū)和發(fā)生面積。
二、
預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法(一)期距法:各蟲態(tài)出現(xiàn)的時(shí)間距離,簡(jiǎn)稱“期距”。即昆蟲有前一個(gè)蟲態(tài)發(fā)育到后一個(gè)蟲態(tài),或前一個(gè)世代發(fā)育到后一個(gè)世代經(jīng)歷的時(shí)間天數(shù)。
1.誘集法:盛期→下一盛期。
2.飼養(yǎng)法:平均歷期
3.調(diào)查法:用實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行期距預(yù)測(cè)。始期指某蟲態(tài)百分率20%的時(shí)間,盛期指達(dá)50%的時(shí)間,末期指達(dá)到80%的時(shí)間。如某鱗翅目害蟲:化蛹百分率=(活蛹數(shù)+蛹?xì)?shù))/(活幼蟲數(shù)+活蛹數(shù)+蛹?xì)?shù))×100%羽化百分率=(蛹?xì)?shù))/(活幼蟲數(shù)+活蛹數(shù)+蛹?xì)?shù))×100%化蛹盛期與羽化盛期的時(shí)間間距,就是蛹的歷期。(二)物候法就是根據(jù)自然界的生物中,某些物種對(duì)于同一地區(qū)內(nèi)的綜合外界環(huán)境條件有相同的時(shí)間性反應(yīng)。如:一種害蟲的某一蟲期和它的寄主植物在一定生長(zhǎng)階段同時(shí)出現(xiàn),這樣我們就可以根據(jù)寄主某一發(fā)育期的出現(xiàn)來預(yù)測(cè)害蟲的發(fā)生期。(三)積溫法就是利用有效積溫法則進(jìn)行測(cè)報(bào)的方法,(如前述)(四)氣候圖法可用于害蟲的分布預(yù)測(cè)和數(shù)量預(yù)測(cè),(如前述)(五)形態(tài)指標(biāo)法根據(jù)生物有機(jī)體與生活條件統(tǒng)一的原理,外界環(huán)境條件對(duì)昆蟲的有利或不利,在一定程度上反映在形態(tài)和生理狀態(tài)上。因此可以利用害蟲的形態(tài)或生理狀態(tài)作為指標(biāo)來預(yù)測(cè)害蟲未來數(shù)量的多少。如在華北地區(qū),棉蚜蚜群中當(dāng)有翅成蚜和若蚜占蚜量的38-40%左右時(shí),在7-10天后將大量擴(kuò)散遷飛。(六)種群數(shù)量估計(jì)法——生命表一般來說,生命表可定義為是與年齡或發(fā)育階段有聯(lián)系的某種群特定年齡或時(shí)間的死亡和生存的記載。昆蟲生命表即:采用田間系統(tǒng)調(diào)查或一定條件下的室內(nèi)實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)觀察并以一定的表格形式,記錄某一種群在各年齡或發(fā)育階段的死亡數(shù)量、死亡原因和成蟲階段的繁殖數(shù)量。記載:蟲期(x)、起始存活數(shù)(Lx)、死亡原因(dxF)、死亡數(shù)(dx)、死亡率(100qx)、下代的卵量。(例桑天牛生命表)種群趨勢(shì)指數(shù)I=N2/N1I的大小說明種群消長(zhǎng)情況。
第七節(jié)害蟲的調(diào)查統(tǒng)計(jì)一、取樣方法1、全部調(diào)查法:2、隨機(jī)取樣法:雙對(duì)角線式、單對(duì)角線式、棋盤式、平行線式、“Z”字形式、五點(diǎn)式等。二、取樣單位1.
面積常用于調(diào)查地下害蟲和密植的苗木上的害蟲。2.
長(zhǎng)度適用于苗圃。3.
植株或植株的一部分。4.
容積常用于調(diào)查倉(cāng)庫(kù)害蟲。5.
重量也常用于調(diào)查倉(cāng)庫(kù)害蟲。6.
時(shí)間常用于調(diào)查比較活潑的昆蟲,以單位時(shí)間內(nèi)采的或目測(cè)到的蟲數(shù)來表示。7.
器械根據(jù)各種害蟲的特性,設(shè)計(jì)特殊的調(diào)查統(tǒng)計(jì)器械,如捕蟲網(wǎng)掃捕的網(wǎng)數(shù)。
三.調(diào)查方法(一)普查普查一般是沿一定路線用目測(cè)法邊走邊調(diào)查,調(diào)查是除記載樹種、樹齡、載植方式、樹勢(shì)、衛(wèi)生狀況等外,著重調(diào)查蟲害情況、種類、發(fā)育階段、分布狀況、受害程度等。受害程度分輕、中、重三極。食葉害蟲以樹葉被害1/3以下為輕;1/3—2/3為中;2/3以上為重。枝干害蟲被害率25%以下為輕;26-50%為中;50%以上為重。(二)詳細(xì)調(diào)查在普查的基礎(chǔ)上,為了進(jìn)一步查清害蟲的種類,發(fā)生和為害情況,選擇有代表性的果區(qū)或林地,選定調(diào)查點(diǎn),分別對(duì)食葉、蛀干、枝稍和果實(shí)害蟲進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。害蟲種類組成調(diào)查,可用采集、誘集等。害蟲數(shù)量調(diào)查:1.食葉害蟲調(diào)查選樣株不同部位,小型的密度大時(shí)選葉片,也可用震落法,及收集蟲糞等間接方法。2.枝梢害蟲調(diào)查選樣株,有時(shí)選樣枝段、枝被害率等。3.蛀干害蟲調(diào)查樣方大小要因蟲口密度而定4.果實(shí)種子害蟲調(diào)查五點(diǎn)式取樣,取1-2千個(gè)果,檢查被害情況。5.地下害蟲調(diào)查隨機(jī)挖坑,㎡為單位,一定深度的土中棲息的害蟲數(shù)量?!?-2-2種群的增長(zhǎng)一、種群的增長(zhǎng)型(populationgrowthform)任何種群的數(shù)量都是隨時(shí)間而變化的,當(dāng)種群占據(jù)新的適宜環(huán)境,或度過不良?xì)夂颦h(huán)境條件后,會(huì)通過繁殖迅速增加種群個(gè)體數(shù),這種增長(zhǎng)有兩種基本類型:指數(shù)增長(zhǎng)(J型增長(zhǎng))種群在無食物和生存空間限制的條件下呈指數(shù)式增長(zhǎng),種群個(gè)體的平均增長(zhǎng)率不隨時(shí)間變化。
N:種群數(shù)量N0:種群初始數(shù)量
Nt:種群t時(shí)刻的數(shù)量r:種群增長(zhǎng)率
退出返回主目錄主菜單§5-2-2種群的增長(zhǎng)指數(shù)增長(zhǎng)(J型增長(zhǎng))瞬時(shí)增長(zhǎng)率r>0,則種群數(shù)量指數(shù)上升。(圖示)r=0,種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定。r<0,種群數(shù)量指數(shù)下降。自然種群指數(shù)增長(zhǎng)只是短期的,當(dāng)空間資源較為充分時(shí)表現(xiàn)出來,如:細(xì)菌、浮游生物等在生長(zhǎng)前期往往表現(xiàn)為指數(shù)增長(zhǎng)。退出返回主目錄主菜單種群的增長(zhǎng)的J曲線退出返回主目錄主菜單§5-2-2種群的增長(zhǎng)邏輯斯諦增長(zhǎng)(S型增長(zhǎng))在自然條件下,環(huán)境、資源條件總是有限的,種群不可能按指數(shù)增長(zhǎng)方式增長(zhǎng)下去,指數(shù)增長(zhǎng)只是短期的,當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到一定量時(shí),種群對(duì)有限空間資源和其他生活必需條件的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇,增長(zhǎng)速度開始下降,種群數(shù)量越多,競(jìng)爭(zhēng)越劇烈,增長(zhǎng)速度也越小,直到種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境容納量(K)并維持下去。增長(zhǎng)呈S型。S型增長(zhǎng)的logistic模型如下:N:種群數(shù)量K:環(huán)境容納量
r:種群增長(zhǎng)率退出返回主目錄主菜單種群的增長(zhǎng)的S曲線退出返回主目錄主菜單綿羊數(shù)量的S型增長(zhǎng)退出返回主目錄主菜單草履蟲數(shù)量的S型增長(zhǎng)退出返回主目錄主菜單§5-2-2種群的增長(zhǎng)邏輯斯諦增長(zhǎng)(S型增長(zhǎng))與指數(shù)增長(zhǎng)相比,新增的因子(k-N)/k表明:當(dāng)N由0
k時(shí),(k-N)/k則由1
0,即隨著種群數(shù)量N的增大,種群指數(shù)增長(zhǎng)的實(shí)現(xiàn)程度就逐漸變小,直到N=k時(shí),增長(zhǎng)為0。即:
N<K,(k-N)/k>1種群增長(zhǎng)
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