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人类为啥拿蝗灾这个千年“疫情”没辙


近日,数十年一遇的沙漠蝗灾在“非洲之角”暴发,并向南亚进一步蔓延,已有10余个国家受到沙漠蝗侵扰,农田损失巨大。蝗灾是否会波及我国也成为当下热门话题。

为什么蝗灾这个与人类相伴了前年的祸害没能随着技术的进步而消失呢?


肯尼亚当地的蝗群。 粮农组织 图


2020年1月17日,联合国粮食和农业组织(以下简称粮农组织)宣布启动一项名为第三级激活协议(L3 activation protocol)的应急机制。启动该协议,意味着联合国进入最高紧急状态。虽然该协议也包括应对大规模传染性疾病,但这次协议的启动,所针对的是长期扎根于毛里塔尼亚和印度之间的沙漠蝗虫。

东非蝗灾若失控或将延续多年

沙漠蝗虫被认为是世界上最危险和最具破坏力的迁飞性害虫,这主要是由于其繁殖能力极强,每年可繁殖2-5代;迁徙距离很远,在顺风情况下每天可飞行长达150公里;食量巨大,一只成虫每天的食量可与自身体重相当(约2克)。每平方公里的沙漠蝗虫约有4000-8000万只,甚至最高可能达1.5亿只,其每日食量超过3.5万人。

看上去油光锃亮的,是不是很有食欲?

虽然生活在沙漠中,但沙漠蝗虫和其它蝗虫一样,需要啃噬植被才能大量繁殖。充足的雨水会使得沙漠产生大量植被,而雨水湿润后的土壤也有利于蝗虫挖洞进行产卵。数量不多的蝗虫通常处于独居和温和的状态。但是,当大量蝗虫聚集起来,行为就会发生改变,成为群居状态,变得具有攻击性,并开始一起行动。

蝗虫生命周期。澳大利亚蝗虫疫情委员会 图


粮农组织将蝗虫灾害分为三级。沙漠蝗虫繁殖速度很快,如果不加以控制,在一两个月内会出现聚集成群的若虫或成虫。这被称为爆发(outbreak)。如果爆发没有得到控制,加上邻近地区大雨,就可能出现连续几个繁殖季节,导致更多蝗群形成,这被称为暴涨(upsurge),通常影响整个区域。如果不控制暴涨,同时生态条件仍然有利于蝗虫的繁殖,出现更多蝗群,那么就可能发生疫情(plague)。当两个或多个地区同时受到影响时,就会发生重大疫情。

上一次沙漠蝗虫的重大疫情还要追溯到1987-1989年,而最后一次暴涨则发生在2003-2005年。目前发生在东非的蝗灾,被粮农组织描述为暴涨。情况较严重的非洲国家包括吉布提、埃塞俄比亚、肯尼亚、索马里、苏丹。南苏丹、乌干达则面临潜在威胁。除了非洲,蝗灾也侵袭了中东和南亚地区。

东非近40年来罕见的大量降水是引发蝗灾的主要原因,同时引发的洪灾已造成数十万人流离失所。加上2018-2019年该地区的旱灾,目前已有约1800-2200万人面临粮食短缺危机。粮农组织认为,新繁育的蝗虫将于2月孵化,3月至5月的雨季将有利于蝗虫繁殖,4月初就将形成新的蝗群,到6月蝗虫数量会增加500倍。如果在此期间无法控制住灾情,灾情将扩大并可能延续多年。

埃塞俄比亚航空的一架飞机,由于大量蝗虫遮挡视线,不得不改道才能降落。

人与蝗虫的无限战争

无论东西,古人都通过不同形式记录过蝗虫肆虐大地的悲惨景象。

飞蝗蔽空日无色,野老田中泪垂血。

牵衣顿足捕不能,大叶全空小枝折。

去年拖欠鬻男女,今岁科征向谁说。

官曹醉卧闻不闻,叹息回头望京阙。

——《咏飞蝗》明朝 郭敦

因为这蝗虫遮满地面,甚至地都黑暗了,又吃地上一切的菜蔬和冰雹所剩树上的果子。埃及遍地,无论是树木、是田间的菜蔬,连一点青的也没有留下。

——《圣经:出埃及记》

据《中国救荒史》统计:秦汉蝗灾平均8.8年一次,两宋为3.5年,元代为1.6年,明、清两代均为2.8年,不仅引发饥荒,甚至导致社会动荡。新中国成立以来,政府对蝗灾高发区域进行了改造和治理,所以在过去数十年里,虽然发生过局部蝗灾,但没有造成巨大影响。以至于如今提起蝗灾,大部分人都只当是“舌尖上的玩笑”。



中国的油炸蚂蚱:像炸蚂蚱串这种中国街头小吃通常都会让西方游客驻足停留,瞠目结舌。但是吃昆虫并不像我们想象中的那样不同寻常。联合国粮食农业组织估计全世界约有1400种富含蛋白质的昆虫为人类所享用。 凤凰旅游 图

然而事实上,蝗灾仍然离我们并不遥远。根据农业农村部发布的《全国蝗虫灾害可持续治理规划(2014-2020 年)》,中国蝗灾常年发生面积 2.8 亿亩次左右。在中国尚且如此,在非洲等欠发达地区,蝗灾所造成的威胁就更严重了。为什么蝗灾难以根治?这主要是因为目前治理方法均存在不同程度的缺陷。

治理蝗虫的办法和问题

历史上确实有蝗虫品种被灭绝的案例,最著名的莫过于曾引发过有记录的史上最大规模蝗灾的美国西部落基山蝗虫。这场最大的蝗灾发生在1874-1875年,据估计当时的蝗群面积达到了51万平方公里(约等于31个北京或者80个上海的面积),蝗虫数量可达12.5万亿,载入了吉尼斯纪录。

这次蝗灾导致90%的当地人口面临饥荒,以至于大量西部拓荒者不得不返回东部,或者转以狩猎为生。原本这场灾难可能会延续数年。1875年春,数万亿的虫卵开始孵化出若虫,但一场及时的暴风雪杀死了这些若虫。随后美国各州相继颁布防治蝗虫的法律。内布拉斯加州于1877年颁布了蝗虫法,要求所有16-60岁有行动能力的人在蝗虫产卵期间花至少两天时间从事杀虫工作,否则罚款10美元(这在当时可算不少钱)。同年密苏里州则悬赏捕捉蝗虫。3月份捕捉1蒲式耳蝗虫(约27公斤)可得1美元、4月50美分、5月25美分、6月10美分。农民也开始选择冬小麦这样的作物,在蝗虫来临前即可收割。仅仅20多年后,落基山蝗虫竟然奇迹般地绝种了。最后一次发现活着的落基山蝗虫是在1902年加拿大南部。

受当时技术条件等限制,落基山蝗虫的灭绝在多大程度上取决于美国的治理,恐怕永远不会有定论。有的科学家将其归因于西部拓荒者大量开垦土地,破坏了虫卵的栖息地。也有人认为是因为落基山蝗虫缺少基因多样性、鸟类天敌的大量涌入等因素。即使在技术已经相对发达的今天,蝗虫的防治,仍然是一个需要考虑众多因素的难题。

监测是控制蝗灾的最基本工作,也是性价比最高的选择。粮农组织估计应对2003-2005年西非蝗灾的花费,可供受灾国家170年监测所用。早在上世纪80年代,粮农组织就专门成立了“蝗虫及迁飞害虫紧急行动小组”,并在数十个国家设立了蝗虫监测机构。

但就沙漠蝗虫而言,其栖息的沙漠地带面积达1600万平方公里,且人烟稀少,监控其活动无疑非常困难。除此之外,其它不可控因素也会导致监测失败。事实上,自2019年7月发现沙漠蝗虫活动后,粮农组织根据当地气候情况认为情况可控,但气候变化导致的异常大量降水让此次灾情发展大大出乎意料。

就目前而言,一旦灾情爆发,最有效的治标办法还是大量喷洒杀虫剂。有的杀虫剂需要喷洒在蝗虫啃噬的作物上,有的则可以直接作用于蝗虫本身。由于虫卵埋在地下,无法被人发现,而成虫长成后可以飞行,难以控制,因此预防蝗灾的最具性价比的阶段是其处于若虫的阶段,此时仅需使用车辆喷洒少量杀虫剂就能大量杀死若虫,甚至无需出动飞机。这同样要求投入资源对蝗虫活动进行长期的监测。

杀虫剂以及飞机喷洒耗资较高。治理蝗灾需要数百万升杀虫剂、配套的人力和设备。2003-2005年西非地区的蝗灾应对耗资达5.7亿美元,对于欠发达国家而言是一笔无力承担的开销,只能依靠国际援助。遇到大型蝗灾的时候需要多架飞机同时进行工作,目前肯尼亚和埃塞俄比亚都已经进行飞机喷洒作业,但两国加起来也只有10架飞机可用,急需国际援助。杀虫剂造成的问题也显而易见,那就是环境污染和健康风险。尽管当地专家声称所用的杀虫剂非常安全,但环保组织仍然指出存在致癌风险。

近期随着蝗灾报道增多,网络上也挖出了许多通过蝗虫天敌来灭蝗的方法,例如2000年《钱江晚报》的报道《特大蝗灾袭新疆 十万鸭军赴疆赈灾》。这种靠培育天敌来灭蝗的办法,被称为生物防治,生物防治确实是一种有效办法,但这种办法仅适用于蝗虫规模较小、或者日常预防的情况,无法应对大规模蝗灾。

还有另外一种生物防治的办法是通过一些生物制剂,例如真菌、蝗虫微孢子、杀蝗金线虫、蝗虫痘病毒等。这类生物制剂效果堪比杀虫剂,而且无毒环保,不会毒杀蝗虫天敌。主要问题是见效时间长达2周之久,因此更适用于控制若虫,难以抵挡大量迁飞的蝗群。

和其它领域一样,新技术的发展也为蝗灾治理提供了新的选择。卫星遥感照片、气象数据、地理信息系统等工具的结合与使用,可以对蝗灾潜在发生地点和面积进行预测,从而提高监测效率。无人机是近来治理蝗灾的热门潜在技术。目前部分受灾非洲国家已经开始试验用无人机进行杀虫剂喷洒工作,以降低成本。粮农组织也开始尝试利用无人机对蝗虫活动进行监视。无人机的使用能进一步对卫星图片所预测的区域进行更精确的搜索,及时发现蝗虫潜在的栖息地或者活动情况,甚至进行定点的杀虫剂喷洒工作。

2014年,中国科学界团队破解了长期在中国境内活动的飞蝗基因组,并完成了飞蝗基因编辑工作,可以让突变体蝗虫失去聚集能力。在此基础上该团队还开发了飞蝗群聚拮抗剂、完成了绿僵菌的基因改造,有望在控制飞蝗和沙漠蝗蝗灾方面发挥重要作用。

蝗灾的治本途径

蝗灾的治本途径唯有生态防治,即改造土地,创造不利于蝗虫栖息繁殖,却有利于蝗虫天敌繁殖的生态环境。不过这种治本方法显然存在成本高,难度大、时间久的问题。治本方法也需要治标方法的配合,才能逐渐实现消灭蝗灾这场战争的胜利。

新中国成立以来曾动员过数百万人,用挖卵挖沟等方法“人工打蝗”,也曾大面积喷洒杀虫剂,同时逐渐建立了完备的监测体系,并花大力气改造蝗灾高发地区土地,才逐渐控制住蝗灾的危害。目前中国科学界已开始与非洲国家协商合作共同治理蝗灾,希望随着非洲经济社会的发展和科技进步,沙漠蝗虫可以像落基山蝗虫一样绝迹。

(作者系国际发展组织Diinsider联合创始人)

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