Skadeinsekters populationsdynamik i ett heterogent jordbrukslandskap
(2019) BIOK01 20191Degree Projects in Biology
- Abstract
- Chemical pesticides have long been used to keep crops free from pests, but in modern agriculture biological control is viewed as a viable alternative to pesticides. The concept of biological control is to implement predators that feed upon the pests. It can however be difficult to follow the effects of the biological control in the field, which is why a theoretical mathematical model has been designed to estimate the impact of biological control on the population dynamics in a heterogeneous farmland. Six different scenarios, each consisting of two habitats, have been set up in order to answer questions related to population dynamics and what factors might affect the population size for pests and predators. Each scenario has a different... (More)
- Chemical pesticides have long been used to keep crops free from pests, but in modern agriculture biological control is viewed as a viable alternative to pesticides. The concept of biological control is to implement predators that feed upon the pests. It can however be difficult to follow the effects of the biological control in the field, which is why a theoretical mathematical model has been designed to estimate the impact of biological control on the population dynamics in a heterogeneous farmland. Six different scenarios, each consisting of two habitats, have been set up in order to answer questions related to population dynamics and what factors might affect the population size for pests and predators. Each scenario has a different setting which is designed to answer the questions in this study. According to the model the species that have lower competition and predation pressure are more likely to succeed and grow to larger population sizes. These factors correlate to the niche width and the traits of the species and how much they overlap with each other, where a higher overlap increases the competition and predation pressure. The proliferation of the species in the system affects how many individuals of a population spread to another habitat, but it does not affect the balanced state if the change is the same for all species. Since the ecosystem in the model strives to achieve a balanced state, some pests will always remain in the system. This could be seen as a drawback with biological control as it does not eradicate the pests completely. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Behövs kemiska bekämpningsmedel inom jordbruket?
I Sverige finns ekologiska jordbruk, detta betyder bland annat att kemiska bekämpningsmedel inte används för att bespruta grödorna inom dessa jordbruk. Ekologiska lantbrukare använder sig istället av biologisk kontroll, vilket betyder att naturliga rovdjur till skadeinsekter introduceras i jordbrukslandskapet för att äta skadeinsekterna. För att undersöka hur effektiv denna biologiska kontrollen kan vara i ett jordbrukslandskap utan kemiska bekämpningsmedel gjordes en matematisk modell som undersökte populationsdynamiken hos alla arterna av både skadeinsekter och rovdjur.
Modellen består av två habitat där två arter av skadeinsekter är anpassade för habitat 1 och två arter för habitat... (More) - Behövs kemiska bekämpningsmedel inom jordbruket?
I Sverige finns ekologiska jordbruk, detta betyder bland annat att kemiska bekämpningsmedel inte används för att bespruta grödorna inom dessa jordbruk. Ekologiska lantbrukare använder sig istället av biologisk kontroll, vilket betyder att naturliga rovdjur till skadeinsekter introduceras i jordbrukslandskapet för att äta skadeinsekterna. För att undersöka hur effektiv denna biologiska kontrollen kan vara i ett jordbrukslandskap utan kemiska bekämpningsmedel gjordes en matematisk modell som undersökte populationsdynamiken hos alla arterna av både skadeinsekter och rovdjur.
Modellen består av två habitat där två arter av skadeinsekter är anpassade för habitat 1 och två arter för habitat 2, och de fyra rovdjursarterna är anpassade för en skadeinsektsart var. Varje art av både skadeinsekterna och rovdjuren har även två populationer, en i habitat 1 och en i habitat 2. Modellen beskriver hur arternas populationsstorlekar påverkas av nischbredd, konkurrens, predationstryck och spridning. Överlappet mellan nischbredden för arterna och habitatens resursfördelning (a) visar hur väl arterna kan utnyttja resurserna i ett habitat, där ett stort överlapp innebär att de kan utnyttja fler resurser. Ett stort överlapp mellan skadeinsekternas nischbredder ökar konkurrensen mellan arterna och ett stort överlapp mellan skadeinsekternas och rovdjurens nischbredder ökar predationstrycket på skadeinsekterna. Spridning av arter mellan habitat sker konstant, men arterna kan endast etablera sig i ett habitat ifall deras nischbredd överlappar habitatets resurstillgång. Det undersöktes sedan hur dessa faktorerna påverkar populationsstorlekarna (b) och artbeståndet (c). Sex scenarion av modellen med olika parametrar gjordes för att besvara frågor om biologisk kontroll och faktorer som kan påverka den.
De sex scenarion som gjordes visade bl.a. på att de skadeinsekter som hade högst konkurrens och predationstryck inte kunde växa till lika stora artbestånd som de skadeinsekter med lägre konkurrens och predationstryck. Detta är direkt korrelerat till arternas nischbredd, då ett högre nischöverlapp ökar både konkurrens och predationstryck. De rovdjur som hade högst nischöverlapp med skadeinsekterna växte till större artbestånd då de kunde predera på fler bytesdjur mer effektivt. Om spridningen ändrades lika mycket för alla arter i ett scenario påverkades inte jämnviktspopulationerna alls. Dessa resultat kan användas för att förutspå populationsförändringar för olika arter då biologisk kontroll används, samt hur invasiva arter påverkar populationsdynamiken i landskapet.
Examensarbete för kandidatexamen i Biologi, 15 hp, 2019 Biologiska institutionen, Lunds Universitet
Handledare: Mikael Pontarp, Evolutionär ekologi, Lunds Universitet (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/8994874
- author
- Jönsson, Viktor
- supervisor
- organization
- course
- BIOK01 20191
- year
- 2019
- type
- M2 - Bachelor Degree
- subject
- language
- Swedish
- id
- 8994874
- date added to LUP
- 2019-09-13 11:45:26
- date last changed
- 2019-09-13 11:45:26
@misc{8994874,
abstract = {{Chemical pesticides have long been used to keep crops free from pests, but in modern agriculture biological control is viewed as a viable alternative to pesticides. The concept of biological control is to implement predators that feed upon the pests. It can however be difficult to follow the effects of the biological control in the field, which is why a theoretical mathematical model has been designed to estimate the impact of biological control on the population dynamics in a heterogeneous farmland. Six different scenarios, each consisting of two habitats, have been set up in order to answer questions related to population dynamics and what factors might affect the population size for pests and predators. Each scenario has a different setting which is designed to answer the questions in this study. According to the model the species that have lower competition and predation pressure are more likely to succeed and grow to larger population sizes. These factors correlate to the niche width and the traits of the species and how much they overlap with each other, where a higher overlap increases the competition and predation pressure. The proliferation of the species in the system affects how many individuals of a population spread to another habitat, but it does not affect the balanced state if the change is the same for all species. Since the ecosystem in the model strives to achieve a balanced state, some pests will always remain in the system. This could be seen as a drawback with biological control as it does not eradicate the pests completely.}},
author = {{Jönsson, Viktor}},
language = {{swe}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Skadeinsekters populationsdynamik i ett heterogent jordbrukslandskap}},
year = {{2019}},
}