寄主植物及猎物对杂食性天敌烟盲蝽若虫存活和发育的影响

杂食性昆虫烟盲蝽是多种害虫的重要捕食性天敌,它在猎物缺乏时可通过取食一些植物维持生存。因此,了解烟盲蝽在不同植物上的生物学特性以及有无猎物对其生物学特性的影响,是利用烟盲蝽创建储蓄植物系统开展害虫生物防治的基础。本研究通过室内离体叶片添加或不添加猎物烟粉虱、以及整株植物饲喂若虫的方法,测试了烟盲蝽在芝麻、香雪球和荞麦3种蜜源植物以及棉花和小白菜两种作物上的存活、发育及性比。结果表明,无猎物时,烟盲蝽若虫在芝麻和小白菜离体叶片上能发育至成虫,成虫获得率分别是85.2%和80.0%,若虫发育历期分别为15.0d和19.2d,但在荞麦、香雪球、棉花离体叶片和清水对照上分别只发育至4龄、3龄、3龄和2龄。添加猎物时,烟盲蝽若虫在5种植物离体叶片上都能发育至成虫,其中在芝麻上的若虫期最短,为11.8d,成虫获得率最高,为83.3%。烟盲蝽若虫在几种整株植物上的存活和发育与离体叶片上的结果相似,即只能在芝麻和小白菜上发育至成虫,成虫获得率分别为93.3%和66.7%。所有测试条件下饲养的烟盲蝽雌性比都在0.6左右,且雌、雄虫的若虫发育历期差异不显著。最后讨论了利用烟盲蝽这一重要杂食性天敌创建储蓄植物系统实施害虫生物防治的可行性。

多策略改进的猎人猎物优化算法及其应用

针对猎人猎物优化算法易陷入局部最优和收敛精度不足的问题,本文提出多策略改进的猎人猎物优化算法。该算法基于动态搜索思想,通过自适应机制从全局搜索转向局部开发;通过利用种群的历史信息来实施差分进化,从而增强种群的多样性;采用精英池策略和非线性步长相结合的方法,以防止算法陷入局部最优,并提升其收敛精度。在10个大规模(10 000维)测试函数上对改进后的算法和其他6种经典或最新的优化算法进行性能评估,结果显示,该算法在全局优化能力、寻优精度和稳定性方面均表现出色,能有效解决高维优化问题。最后,将多策略改进猎人猎物优化算法应用于三维无人机路径规划问题,仿真实验结果表明,该算法能求解到最优的无人机三维规划路径。

鄱阳湖南矶湿地蜘蛛及其昆虫猎物多样性季节变化与群落功能分析

研究旨在探讨蜘蛛及其昆虫猎物对湿地生态系统结构的稳定性及能量与物质循环的指示作用,为鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区生物多样性的保护与利用提供参考。结合景观生态原理,采用群落样点设置与观察、关联标本采集与鉴定等生态定量调查及多样性分析方法。本次调查共采得蜘蛛16科50属73种,得到的结论如下:1)群落结构与功能分析表明,南矶灌丛为蜘蛛繁育发生提供了庇护所,充当蛛库;南矶草甸是蜘蛛捕食行为实战与演化的平台,南矶林地是各类蜘蛛限时汇聚、适时飞航的踏板;在春夏季,南矶草甸中的水生或地栖昆虫是蜘蛛的主要偏好猎物或潜在捕食对象,进入秋冬季,南矶灌丛或林地成为不常见昆虫的汇集地;它们分别主导着南矶蜘蛛及其昆虫猎物群落丰富度、优势度、多样性和均匀度的高低起伏。2)聚类分析表明,南矶湿地各蜘蛛群落间的交流频率与连续性程度受地域异质性和空间距离的限制较为明显,群落类型的内聚作用和发散功能稳定;各昆虫猎物群落间的交流频率与连续性程度受时域同质化和季节物候的影响较为明显,群落类型的边缘差异与斑块功能稳定。3)相关分析表明,蜘蛛及其昆虫猎物群落在春夏季、秋冬季和总体上的各项多样性指数互有关联,且部分时空指数存在交错相关现象,地域与季节性温湿度等物候条件的变化是其主要驱动力。蜘蛛和昆虫是食物链中两个重要的中间环节,它们共同维持着南矶湿地生态系统的运转和平衡。

基于领导者竞争策略的改进猎人猎物优化算法

针对猎人猎物优化算法寻优精度低和易陷入局部最优等问题,提出了一种基于领导者竞争策略的改进猎人猎物优化算法。首先将种群随机分为三个亚群,采用不同的搜索策略,扩大搜索范围;其次,采用精英组合突变策略,提升种群子代多样性,规避局部最优值;最后,提出领导者竞争策略,利用个体间的信息交流,统合各个策略,筛选出最优变量。通过数值实验以及在工程优化问题上的应用结果表明,所提算法相较于对比算法具有更为优异的寻优能力,验证了改进策略的有效性和可靠性。

多策略改进的猎人猎物优化算法

针对猎人猎物优化算法HPO存在收敛速度慢且易陷入局部最优的问题,提出一种多策略改进的猎人猎物优化算法IHPO。首先,利用佳点集初始化种群,增强种群的多样性;其次,引入非线性控制参数策略优化搜索与开发平衡参数,调整全局搜索和局部搜索权重,提高收敛速度;然后,引入莱维飞行策略和贪婪策略更新猎人位置,让种群跳出局部最优,再引入黄金正弦策略更新猎物位置,提升IHPO的局部开发能力。将IHPO和另外6种智能算法在测试函数集上进行寻优对比和Wilcoxon秩和检验,检验结果表明IHPO有较好的寻优能力和收敛速度;将IHPO运用于2个实际工程优化问题的求解,仿真结果表明IHPO在解决工程优化问题有较好的适用性和求解稳定性。

赤水桫椤自然保护区小灵猫及其潜在啮齿类猎物活动节律的季节适应格局

动物的日活动节律具有内源性且受外界生态因素(光周期、气候和食物等)影响,是动物生态适应性特征之一。阐明活动节律与气候和捕食者−猎物的关系,对于理解动物的生存策略、指导保护等至关重要。目前通过红外相机技术探究野生动物日活动节律日益受到学者们的关注。灵猫科动物是热带和亚热带生境中的重要次级消费者之一,但其野外相关研究甚少。本研究基于2016年12月至2022年7月在贵州赤水桫椤国家级自然保护区及其周边区域设置的60个红外相机位点监测影像资料,筛选小灵猫(Viverricula indica)及其相应监测位点的潜在啮齿类猎物数据。通过核密度函数比较分析了保护区内、外的小灵猫及其潜在啮齿类猎物在雨季、旱季的日活动节律特征。结果显示,小灵猫有明显的晨昏两个活动高峰,时间分别是03:00—06:00和19:00—24:00。季节比对发现,小灵猫雨季凌晨活动高峰(03:00—05:00)早于旱季(04:00—06:00),活动强度较旱季高且集中;黄昏后的活动较旱季有所延长。进一步分析其活动与潜在的啮齿类猎物的重叠度,结果发现小灵猫与赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus)的重叠度整体较低(雨季,Δ=0.18;旱季,Δ=0.16);与夜行性鼠类的活动节律重叠度高达90%以上,其中旱季的重叠系数(Δ=0.93)高于雨季(Δ=0.90)。此外,在保护区内的小灵猫凌晨活动高峰结束较保护区外延迟约1 h;黄昏后高峰阶段的活动强度(核密度)峰值明显高于保护区外。少许日间活动也主要出现在保护区内。上述结果表明,小灵猫的昼夜节律既有保守性,也具有一定的季节可塑性。这些特征型表现与季节性猎物分布和环境变化关联,并受人类活动的影响。本研究结果对充分认识小灵猫生活史特征以及实现物种有效保护提供数据支持。

东北虎豹国家公园虎豹及其有蹄类猎物对人类干扰的时空响应

人类作为超级捕食者所产生的直接捕杀或间接恐惧效应,会引起野生动物时间或空间上的行为响应。在人和野生动物共存景观中,探究捕食者和猎物响应人类干扰的时空策略对生物多样性保护至关重要。本研究于2018年1—12月,在东北虎豹国家公园利用红外相机陷阱技术获取107个位点、23831个相机工作日的5种大型野生动物和人类9409次活动数据,采用广义线性混合效应模型、核密度估计和多元逻辑回归混合效应模型等方法,评价不同强度的人类活动(人、车辆和家畜)对我国东北温带森林野生动物行为的影响,及其捕食者和猎物的时空相互作用。结果显示人类干扰事件占所有独立事件的49%(在高干扰点占66%,低干扰点占5%)。空间上,在高干扰森林,虎东北亚种(Panthera tigris altaica)的活动显著增加,而豹东北亚种(P.pardus orientalis)、狍(Capreolus pygargus)和野猪(Sus scrofa)呈相反趋势,梅花鹿(Cervus nippon)不受人类干扰的影响。时间上,核密度估计结果显示干扰导致大型食肉目动物类群和梅花鹿的日活动节律显著改变,多元逻辑回归混合效应模型结果发现干扰导致大型食肉目动物(特别是虎)的夜行性显著增加,狍和野猪白天的活动增加;更高的人类干扰明显降低顶级捕食者虎和豹与其有蹄类猎物的时间生态位重叠,尤其是梅花鹿、野猪与虎、豹之间的时间重叠。本研究为东北虎豹国家公园濒危物种保护提供了新见解,强调了使用红外相机直接监测人类活动,并量化人类活动对物种生存影响的重要性。受威胁的大型食肉目动物与其主要猎物对人类干扰的不同行为响应结果强调了动物在干扰环境中生存的时空行为可塑性,有助于预测物种如何根据其当前的时空行为策略对未来的环境变化做出响应。

基于猎人猎物优化算法优化BiLSTM的电力负荷短期预测

针对电力负荷由于随机性和非线性等原因导致预测精度不高等问题,基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)与猎人猎物优化(hunter-prey optimization,HPO)算法,提出一种优化双向长短期记忆神经网络(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)的电力负荷短期预测模型。首先,利用经验模态分解将电力负荷时间序列分解成多个固有模态函数分量和一个残差分量。然后,利用猎人猎物优化算法优化双向长短期记忆神经网络构建HPOBiLSTM预测模型,并将各个固有模态函数分量和残差分量归一化后输入HPO-BiLSTM预测模型中进行预测,把各分量的预测值反归一化后直接相加得到最终的预测结果。最后,选取某地区在2018年3月1日-11日的电力负荷数据进行分析,仿真结果表明,与BiLSTM、HPO-BiLSTM、EMD-BiLSTM、EMD-GA-BiLSTM和EMD-PSO-BiLSTM预测模型相比,EMD-HPO-BiLSTM预测模型的预测精度更高,拟合效果更好。

基于猎人-猎物优化支持向量机的光伏阵列故障识别研究

为提升光伏电站的运行效率,对光伏阵列的故障识别方法展开了深入研究,并建立基于猎人-猎物优化支持向量机(HPO-SVM)的故障识别方法。该方法以光伏阵列模型的5个参数作为故障特征向量对光伏阵列的故障进行识别,基于仿真数据和实验数据评估该方法的有效性和可靠性。在基于仿真数据进行故障识别时,HPO-SVM的识别准确率达到了99.5556%,十折交叉验证的平均准确率为98.2641%。与支持向量机(SVM)相比,HPO-SVM的准确率分别提高了8.4445%和8.6086%。在基于实验数据进行故障识别时,HPO-SVM的识别准确率达到了98.0645%,十折交叉验证的平均准确率为94.2995%。相较于SVM,HPO-SVM的准确率分别提高了7.7419%和4.5702%。结果表明,HPO-SVM对光伏阵列的故障识别具有较高的准确度、可靠性,并具有良好的泛化性能。

改进猎人猎物优化算法在WSN覆盖中的应用

针对传统无线传感器网络(WSN)节点部署覆盖盲区大、分布不均等问题,提出一种改进的猎人猎物优化(IHPO)算法优化网络覆盖。首先,在猎物位置更新阶段,引入差分进化(DE)思想并借助动态比例因子进行交叉变异,从而增强种群信息交流;其次,在全局最优位置更新阶段,由α稳定分布提出自适应α变异对全局最优位置进行扰动,从而平衡不同时期算法的性能需求;最后,利用自适应α变异扰动的全局最优位置引导种群完成动态反向学习,从而增加种群的全局搜索能力和多样性。在WSN覆盖问题中,使用IHPO优化的网络节点分布更均匀、覆盖率更高,在传感器感知能力不足时能达到92.56%的覆盖率,对比原始HPO算法优化的节点提高了25.74%,对比改进粒子群优化(IPSO)算法、改进灰狼优化算法(IGWO)优化的节点分别提高了13.98%、16.41%。同时,IHPO算法优化的节点能耗更均衡,在路由测试中的网络工作时间可以延长至2500轮次。

基于改进猎人猎物算法的穴播机车间布局优化

合理的车间布局,可以有效提高设备之间的工艺效率,减少物料的搬运费用。以H公司穴播机生产车间为研究对象,通过调研,并结合JACK软件分析现有车间布局存在的问题,构建车间布局优化数学模型。针对猎人猎物优化算法(hunt-prey optimizer,HPO)种群多样性较差和收敛速度较慢的缺点,提出采用Cubic映射、强制切换机制和透镜成像反向学习策略进行改进。运用改进的猎人猎物优化算法(improved hunt-prey optimizer,IHPO)对模型求解,并与传统算法进行对比。结果显示:IHPO、HPO、遗传算法(genetic algorithm,GA)、粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)、灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)的最优解分别为-0.3430、-0.3230、-0.3422、-0.3346、-0.3422,标准差分别为0.0352、9.1836、3.7482、8.9193、5.6355,表明在对车间布局模型求解时,所提算法较其他算法具有更好的寻优能力和稳定性。对优化后的布局运用JACK进行仿真验证,结果消除了工人下背部的受伤风险等相关不安全因素。研究所得最优布局方式有效改善了穴播机生产车间的现状。

具有猎物避难所和HollingⅡ型功能反应函数的离散捕食者-食饵模型的分岔分析

考虑一类具有猎物避难所和HollingⅡ型功能反应函数的离散模型.选取参数,利用中心流形定理和分岔理论,阐述模型在正平衡点处存在Flip分岔和Neimark-Sacker分岔,展示模型的动力学行为.最后进行数值模拟验证理论结果的有效性.

融合改进猎人猎物优化算法与LSTM的电驱动总成腔体密封质量预测

腔体密封不良对电驱动总成的寿命及功能实现具有较大负面影响,针对电驱动总成腔体密封质量合格率低,事后检验繁琐、效率低等实际问题,提出了一种基于改进猎人猎物优化算法(IHPO)与长短期记忆神经网络(LSTM)的电驱动总成腔体密封质量预测模型。首先,采用核主成分分析法(KPCA)对多个腔体密封质量影响因素进行降维处理,再用Cubic混沌映射、折射反向学习和强制切换策略优化猎人猎物优化算法,然后利用改进的猎人猎物优化算法对LSTM模型的参数进行优化,并采用改进HPO-LSTM模型并完成腔体密封质量预测。最后以某装配车间X型电驱动总成为例进行实例验证,结果表明:IHPO-LSTM模型预测结果均方根误差、平均绝对误差、决定系数分别为0.15442%、0.13230%、0.98218,均优于其他模型。

黑龙江省完达山东部林区东北虎猎物生物量

研究一个地区猎物种群生物量能否满足捕食动物种群数量的需求,这对于了解濒危大型食肉动物是否受到来自于食物缺乏的威胁和制定相应的保护措施极其重要。为了掌握黑龙江省完达山东部林区东北虎食物需求与猎物生物量之间的关系,于2008年冬季至2009早春积雪覆盖期采用随机布设样线,通过收集有蹄类动物在雪地上留下的足迹等活动的方法,在东方红林业局和迎春林业局管辖境内3 692.06 km2的区域布设大样方48个,并在大样方里共布设样线240条开展有蹄类动物种群数量调查,确定东北虎猎物生物量。调查结果表明:研究地区野猪(成体502-606只,亚成体209-210只)、马鹿(成体331-357只,亚成体67-72只)和狍子(成体810-815只,亚成体202-203只)的生物量分别为74 767.50-87 825.00 kg、79 744.50-85 984.50 kg和31 337.00-31 525.50 kg,3种有蹄类动物生物量共计1 85 849.00-205 335.00 kg。研究地区猎物总生物量为209 619.89-231 598.24 kg。如果按8%的生物提供给东北虎,3种主要猎物生物量可满足5.22-6.92只东北虎个体的食物需求,研究地区猎物总生物量则可满足5.89-7.81只东北虎个体的食物需求。此外,对足迹遇见率与抽样强度、抽样强度与足迹遇见率的均值标准误差之间关系的分析表明,在完达山东部林区布设120条样线(抽样距离600 km)、150条样线(抽样距离750 km)和115条样线(抽样距离675 km)能满足野猪、马鹿、狍子种群数量调查准确性的最低需求。

两区域分数阶捕食者–猎物种群模型的参数反问题

本文考虑分数阶捕食者–猎物种群模型以及该模型的参数反问题。介绍正问题解的存在性与唯一性,提出了微分阶数和生长速率的反问题,并对反问题解的存在唯一性给出了证明。利用有限差分法求解正问题获得附加数据,然后根据同伦正则化算法进行参数的数值反演,数值结果表明该算法能够有效求解分数阶捕食者–猎物种群模型参数反问题。

阶段性组合猎物饲养南方小花蝽的效果评价

为探讨阶段性组合猎物在饲养南方小花蝽过程中的适合性,本研究用蚕豆蚜、阶段性组合猎物(1豆蚜和二斑叶螨)分别饲喂南方小花蝽。研究发现,饲喂蚕豆蚜的成虫获得率最低为34.2%;连续2代饲喂阶段性组合猎物与混合猎物的成虫获得率均在80%左右。用阶段性组合猎物饲养的南方小花蝽第1代和第2代的未成熟期(15.30和15.28 d)都略长于混合猎物的14.71 d,但明显短于蚕豆蚜饲养的21.48 d。阶段性组合猎物饲养南方小花蝽连续两代的净生殖率(27.85、40.13)、内禀增长率(0.16、0.18)与取食混合猎物时的净生殖率(31.38)、内禀增长率(0.16)相差不大,均明显高于饲喂蚕豆蚜时的净生殖率(4.27)、内禀增长率(0.06),能够很好地满足南方小花蝽种群增长的营养需求。

沁源县华北豹栖息地及其猎物种群调查结果分析与建设

华北豹是国家一级重点保护野生动物,中国特有的金钱豹亚种,山西省四大旗舰物种之一。本文以山西省长治市沁源县适宜华北豹及其猎物栖息与活动的区域面积约2313.3平方千米作为重点调查范围,通过布设红外相机进行华北豹栖息地及其猎物种群调查,以期为沁源县华北豹及其猎物种群的保护提出合理化建议和措施,并为相关科学研究提供基础资料。

环斑猛猎蝽对猎物的选择捕食作用

研究了环斑猛猎蝽雌成虫对玉米螟和蚜虫混合种群的选择捕食作用。结果表明:当玉米螟2龄幼虫和3龄幼虫共存时,环斑猛猎蝽雌成虫对玉米螟在各猎物密度下均表现正喜好性,而对蚜虫在各猎物密度下均不表现喜好性。对玉米螟的转换效应因总猎物密度的不同而不同,即在低密度(60头·瓶-1)和中密度(90头·瓶-1)时无转换行为,在高密度(120头·瓶-1)时有负转换行为;对蚜虫在低密度(60头·瓶-1)和中密度(90头·瓶-1)时有负转换行为,在高密度(120头·瓶-1)时无转换行为。当2龄、3龄玉米螟幼虫和蚜虫3种猎物共存、总猎物密度为90头·瓶-1时,环斑猛猎蝽雌成虫对玉米螟3龄幼虫表现正喜好性并有正转换行为,对蚜虫则表现负喜好性和负转换行为。

艾虎对猎物和捕食者气味的反应

在室内条件下通过双通道选择实验确定艾虎(Mustelaeversmanni)在通过不同气味源的场所中的取食量以及利用时间和利用频次,由此分析捕食者气味和猎物气味对艾虎取食行为的影响。研究结果表明,在无任何气味源存在时,艾虎在对照气味和对照气味组这两个场所中的取食量、活动时间和活动频次基本一致。在猎物高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)气味和对照气味组及高原鼢鼠(Myospalaxbaileyi)气味和对照气味组的两组实验中,艾虎在通过猎物气味的场所中的取食量、活动时间和活动频次与对照气味场所中比较也无明显的差异,但是在天敌动物赤狐(Vulpesvulpes)气味存在的条件下,艾虎明显减少在通过赤狐气味的场所中的取食量、活动时间和活动频次。同时,当间接捕食风险天敌动物赤狐气味存在时,艾虎明显增加了总的取食量,减少了在巢箱中居住的时间,而将更多的时间停留在无风险的场所中,这说明艾虎能够利用天敌动物赤狐的气味,采用增加取食量和减少高风险区域活动时间的策略来降低被捕食风险。

艾虎对不同猎物的选择性

在室内条件下,将高原鼢鼠(Myospalaxbaileyi)、高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)和根田鼠(Microtusoeconomus)作为艾虎(Mustelaeversmanni)的猎物选择对象,研究艾虎对猎物的选择性及艾虎捕杀猎物的行为时间分配。实验结果表明:艾虎对三种猎物的搜寻时间和搜寻频次基本一致,在搜寻猎物的过程中并非已知洞道系统中所存在的食物信息,是一种机会主义的捕食者;艾虎除了具有典型鼬科动物捕杀猎物的方法外,能够根据猎物的大小、活动性和反捕食能力采用不同的捕杀方法,在捕杀猎物的过程中首先捕杀高原鼢鼠,其致死部位全部为头部,其次捕杀高原鼠兔,其致死部位除了头部外,明显增加了颈部的比例,最后捕杀根田鼠,其致死部位主要是头部和胸部;艾虎在捕杀猎物的过程中,追击根田鼠的时间最多,追击鼢鼠的时间最少,而用于捕杀根田鼠的时间最少,用于捕杀鼢鼠的时间最多,艾虎捕杀高原鼠兔后单位时间内获得的能量值最大,其次为捕杀高原鼢鼠,而捕杀根田鼠后单位时间内活动的能量值最小。因此,在室内条件下艾虎对猎物的选择性主要依赖于其本身处理猎物的行为时间分配和猎物的反捕食行为,使单位时间内获得的能量值最大.