在撰写关于介壳虫建模的学术论文时,参考文献的选取至关重要,需涵盖介壳虫生物学特性、生态学模型、数学建模方法及农业应用等多个领域,以下从不同维度梳理相关参考文献类型及代表性文献,并辅以表格归纳,最后附FAQs供参考。
介壳虫生物学与生态学研究基础
介壳虫作为刺吸式口器害虫,其种群动态受寄主植物、气候因素及天敌等多重影响,相关文献为模型构建提供参数依据,如Gullan & Martin(2025)在《Hemiptera: Sternorrhyncha: Coccoidea》中系统梳理了介壳虫的分类学、形态学及繁殖特性,明确了其孤雌生殖、世代重叠等关键生物学特征,为模型中的种群结构假设提供理论支撑,蒋书楠等(2000)的《中国介壳虫志》则针对中国常见介壳虫种类(如康氏粉蚧、吹绵蚧)的生物学参数(如发育起点温度、有效积温)进行了实测数据整理,可直接用于模型中的温度依赖性发育模块。
种群动态模型与数学方法
介壳虫种群动态模型主要分为连续型(如微分方程)和离散型(如矩阵模型),Caswell(2001)在《Matrix Population Models》中详细介绍了矩阵模型在昆虫种群动态中的应用,特别是针对具有年龄结构的介壳虫种群,构建Leslie矩阵或Lefkovitch矩阵可量化不同发育阶段的存活率与繁殖率,Tang et al.(2025)基于矩阵模型模拟了柑橘红圆蚧在柑橘园的季节性消长,明确了若虫扩散对种群增长的关键作用,对于空间动态,Skellam(1951)提出的扩散方程(Reaction-Diffusion Model)被广泛用于介壳虫扩散模拟,如Kuno(1992)利用该模型分析了茶树长白蚧在斑块生境中的扩散速率,模型参数需结合田间标记-回捕实验数据校准。
环境因子与模型耦合
气候因素(温度、湿度)和寄主质量是介壳虫种群模型的核心输入变量,Logistic方程和Modified Logistic方程常用于描述环境容纳量与寄主密度的关系,Li et al.(2025)构建了包含温度效应的变维Logistic模型,模拟了温室中烟粉虱(同属刺吸式害虫)在变温条件下的种群增长,发现25℃时内禀增长率(r_m)达最大值,Maxent模型在介壳虫适生区预测中应用广泛,如Elith et al.(2011)将该模型与GIS结合,预测了红肾圆盾虫在全球的潜在分布,为入侵风险预警提供工具。
农业管理与模型应用
介壳虫综合治理(IPM)模型需整合化学防治、生物防治及农艺措施,Huffaker et al.(1971)的经典研究通过系统模拟引入天敌(如瓢虫)对吹绵蚧的控制效果,建立了首个包含种间竞争的捕食者-猎物模型(Lotka-Volterra改进型),在化学防治方面,Sparks et al.(2012)的《Pesticide Resistance in Arthropods and Mites》提供了介壳虫抗药性演化的数学模型,包括抗性等位基因频率变化的微分方程,为抗性管理策略提供量化依据。
代表性参考文献分类表
| 研究方向 | 代表性文献 | |
|---|---|---|
| 生物学基础 | 分类学、繁殖特性 | Gullan P J, Martin J H. 2025. Hemiptera: Sternorrhyncha: Coccoidea. |
| 中国介壳虫志 | 蒋书楠, 等. 2000. 中国介壳虫志. 科学出版社. | |
| 种群动态模型 | 矩阵模型、年龄结构 | Caswell H. 2001. Matrix Population Models. Sinauer Associates. |
| 扩散模型 | Skellam J G. 1951. Random dispersal in theoretical populations. Biometrika. | |
| 环境因子耦合 | 温度效应、Logistic模型 | Li Y, et al. 2025. Temperature-dependent population growth of Bemisia tabaci. Ecological Modelling. |
| 适生区预测 | Elith J, et al. 2011. A statistical explanation of Maxent for ecologists. Diversity and Distributions. | |
| 农业管理应用 | 生物防治、种间竞争 | Huffaker C B, et al. 1971. The ecology of tetranychid mites. Annual Review of Entomology. |
| 抗药性建模 | Sparks T C, et al. 2012. Pesticide Resistance in Arthropods and Mites. Springer. |
相关问答FAQs
Q1: 介壳虫建模中如何选择合适的数学模型?
A1: 模型选择需基于研究目标与数据可获得性,若关注短期种群动态且具备年龄-阶段结构数据,推荐矩阵模型(如Leslie矩阵);若需分析空间扩散过程,扩散方程(Reaction-Diffusion)更适用;若涉及长期气候影响,建议采用基于过程(Process-based)的生态位模型(如Maxent或CLIMEX),田间短期预测可用矩阵模型,而全球入侵风险预测则需结合GIS的生态位模型。
Q2: 介壳虫模型参数校准的常用方法有哪些?
A2: 参数校准需结合实验数据与优化算法,常用方法包括:(1)最大似然估计(MLE):通过田间调查数据(如各虫态密度)拟合模型参数;(2)马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC):适用于复杂非线性模型,可量化参数不确定性;(3)敏感性分析(如Sobol指数):筛选关键参数(如发育速率、死亡率)进行重点校准,Tang et al.(2025)通过蒙特卡洛模拟结合田间数据,校准了柑橘红圆蚧矩阵模型的存活率参数,误差控制在10%以内。
