科普 | 为什么对付沙漠蝗灾，化学防治最为有效？

“牧鸭治蝗”只适用于小规模爆发的蝗灾。 现在，一场大范围的沙漠蝗虫蝗灾正在席卷西非、东非和南亚20多个国家，受灾面积总计1600多万平方公里（联合国粮农组织当地时间2月17日报告数据），数千万人的粮食安全受到威胁。最新资料显示，连中非也受到影响。 联合国粮农组织报告显示，非洲之角是此次蝗灾的重灾区，其中埃塞俄比亚、吉布提、索马里遭遇25年来最严重蝗灾，而肯尼亚正经历70年来最严重蝗灾。 埃塞俄比亚农业部统计，约有6.5万公顷作物受灾，2200多万人口的粮食短缺问题雪上加霜；吉布提1700个农牧场中，有80%以上被蝗虫侵害，将近30%的人口面临饥荒。一家粮食安全机构统计数据显示，因为蝗虫过境吃掉了粮食，非洲目前面临严重饥荒的人口已经超过了1900万。 预测数据显示，目前非洲之角的蝗虫仍在不断繁殖，在三到四月会形成新的蝗虫群，若不加以遏制，蝗虫数量将继续大幅上涨，6月份可能增至目前结群数量的500倍，届时蝗虫结群数量或将超过1875年的美国，打破吉尼斯世界纪录。 ▲肯尼亚的沙漠蝗虫群 沙蝗所到之处，破坏性极强，目前，已给巴基斯坦的粮食生产造成巨大损失。2月27日，有报道称，“浙江10万只鸭子军团将出征巴基斯坦灭蝗”，这篇文章迅速引发关注，但相关专家随即纠正了这种做法。 2月27日，中国蝗虫防治工作组在巴基斯坦卡拉奇召开新闻发布会，中国防蝗防治工作组成员、中国农业大学教授张龙表示，中国自古就有“牧鸭治蝗”的方法，但这个方法是在蝗灾小规模爆发和特殊的地理环境下使用，效果有限。 他认为，在目前巴基斯坦蝗灾大面积爆发的情况下，建议用一些紧急措施，比如采用化学农药治理和微生物农药等生物防治措施，目前比较成熟的微生物农药包括微孢子虫类和绿僵菌，这是可以大规模用飞机喷洒的快速有效控制蝗灾的方法。 要理清楚化学防治的根源，需从非洲蝗灾的元凶说起。

蝗灾元凶：沙漠蝗虫

此次非洲蝗灾的罪魁祸首便是世界上臭名昭著的顶级空中杀手——沙漠蝗虫。 作为全球飞行能力最强的蝗虫之一，沙漠蝗虫、东亚飞蝗、与澳洲疫蝗成为世界范围内蝗灾的首要元凶，其破坏力堪比“轰炸机”，据预测，目前全球至少十分之一的人口生计会受到这种饥食昆虫影响。这种遍布在非洲、中东和南亚的害虫早在公元前2400年的古埃及石碑上便有记载，《圣经》中也有关于埃及蝗灾的相关信息。 目前全世界拥有超过1万种蝗虫，真正对于大自然和人类生活造成严重危害的蝗虫种类更是少之又少，其主要原因是由于大多数蝗虫并无远途迁徙能力。沙漠蝗虫原本没有这样的能力，科学家甚至发现，它们在独居时性情孤僻，但在外界环境变化下，身体才会发生一系列类似于“化学反应”的现象，转而结伴而行，变得凶残。 ▲肯尼亚沙漠蝗虫爆发 沙漠蝗虫是蝗虫科中一种栖息在沙漠中的短角蝗虫，身长约为7到8厘米，体重约为2g，因为性情孤僻，它们又被称为沙漠中的“独行侠”。为了在本就荒芜的沙漠中生存，种群密度极低下的沙漠蝗虫食量也不大，此时的它们看起来也很“懒”。 可以这样说，假如生活的环境食物充足，沙漠蝗虫一辈子的活动范围也就是方圆十几米的“舒适”生活圈。 沙漠蝗虫喜温暖干燥，干旱的环境十分有利其生长发育，而湿度为10%至20%的土壤最适合其产卵，一只雌蝗一生（沙漠蝗虫最长寿命为3个月）可产卵200至1000粒。同时，由于虫卵的滞育特性，蝗虫虫卵最长可以存活十年。 然而，当环境湿度为25%左右时，大量虫卵变会孵出，使蝗虫大量聚集成为可能，换句话说，环境湿度的变化是沙漠蝗灾形成的一个先决条件。 而历数数次沙漠蝗灾的原因，都是干旱过后出现大量降雨所致。这是因为，沙漠等干旱地区植被较少、且相对集中，而蝗虫也随之集中。降雨会让沙漠植被大量生长，为沙漠蝗虫提供了大量的食物，从而令沙漠蝗虫数量大幅增加。 ▲沙漠蝗：群居型若虫（A）、成虫（B），散居型若虫（C）和成虫（D） 当沙漠蝗虫结群聚集至一定数量，蝗虫身体颜色便会从之前的绿色变为黄色，头部变大、腿部变细，性格变得暴躁，富有攻击型，同时食欲大增，这些生理特征都适合远途迁徙。 同时，沙漠蝗虫一旦发生结群现象，就很难散去，这是由于聚集的沙漠蝗虫，大脑神经中会产生一种被称为血清素(5-羟色胺)的物质，该物质是改变沙漠蝗虫生活习性、从独居变成群居的罪魁祸首。 “实验室注射血清素以后，这些小家伙从害羞、避免与其他蝗虫接触，到积极寻求其他昆虫并形成群聚”，英国剑桥大学生态学教授Malcolm Burrows表示。 《科学》杂志2004年发表的一篇论文显示，蝗虫从独居到群居的转变，始于它们相互吸引而聚集在一起，发现并嗅到对方发出的气味，或者用后肢彼此触碰。这种触碰形成身体当中的生理刺激，并激发蝗虫大脑神经产生血清素。当成群的蝗虫在飞行过程中不断触碰其后肢时，蝗虫群的整体形态便会变得十分有侵略性。 据悉，蝗虫也可以从群聚模式中切换出来，但这需要花费数天时间，远超从独居进入群聚模式的数小时。在野生环境中，由于蝗虫后代的不断滋生，一旦发生群居，就很难逆转。 粮农组织官网资料显示，群居后的沙漠蝗虫一天能够吃掉与自身体重的相同的食物，也就是，一只2g体重的沙漠蝗虫，能吃掉2g重量的食物，这个食量是同样具有破坏力的澳洲疫蝗的4倍，而刚孵化的蝗虫一天则可以吃下体重三倍的食物。一般情况下，一平方公里的蝗虫群便可集结4000万至8000万只蝗虫，其一天吃掉的农作物，相当于是3.5万人的口粮。 联合国粮农组织蝗虫监测官员凯斯·克雷斯曼则表示，“一个大规模蝗群吃掉的农作物，相当于整个肯尼亚人口一天的口粮，或者宾州、纽约州和新泽西州人口一天所需的食物”。而如今的沙漠蝗虫数量是以亿为单位，这种破坏力可想而知。 沙漠蝗虫主要以素食为主，主要食物包括小麦、玉米、高粱、水稻、粟、甘蔗等农作物。当食物缺乏时，蝗虫也会吃受伤或者死亡的小动物，甚至同类，但蝗虫并非不是捕食性昆虫，不会去捉活物，因此无需担心蝗虫过境会攻击人类。 此外，相比鸟类等天敌，蝗虫更能适应极端天气，美国亚利桑那州立大学全球蝗虫行动实验数据表明，在澳大利亚，蝗群能够在断水的情况下生存一个月之久。 沙漠蝗虫在中国境内基本没有，只是会偶尔出现在西南边境，而我们小时候常常在草丛中徒手活捉的“蚂蚱”一般是东亚飞蝗。从目前沙漠蝗虫的迁移路线来看，蝗虫群并无能力越过阿特拉斯山脉、兴都库什山脉、以及喜马拉雅山脉等高山山脉，这也是目前蝗灾不会严重影响中国的重要理论依据之一。

气候因素成东非蝗灾主要诱因

事实上，非洲沙漠蝗灾的问题由来已久。 1985年，辽阔的非洲大陆在经过10多年的特大干旱之后久逢甘露，好不容易盼来的粮食丰收却被蝗虫席卷一空。随后的1986年，东非埃塞俄比亚和苏丹境内的一场冬季暴雨为蝗虫创造了理想的产卵环境，不久后这两个国家便出现了大批的蝗虫。 1987年雨季过后，从大旱和饥饿中未曾缓过魂来的非洲大陆，数以亿计的蝗虫飞过苏丹首都，遮天蔽日，生如梦雷，犹如世界末日。彼时的沙漠蝗虫时速约为17公里，一天可飞160公里，沿途破坏农作物植物长度约为1700万公里。1989年，国际援助之下的非洲蝗灾才有所收敛，然而，这场历时数年之久的蝗灾早已扩散至半个世界。 蝗灾的形成是由量变引发质变的过程，然而这种过程却需要“天时地利人和”，几十年前如此，如今亦如是。 气候因素是导致此次这次东非蝗灾的主要诱因。科学家认为，世界性和区域性气候异常旱涝频繁给蝗灾发生创造了机会，由于水灾水旱灾害的交替发生，沿海湖滨河道内涝地区出现许多大面积的荒滩和荒地，这就直接形成了适宜蝗虫发生的自然地理条件。 据了解，此次蝗灾最早的一批沙漠蝗虫出现在阿拉伯半岛上阿曼人迹罕至的沙漠中，“没有人知道那里到底发生了什么，那几乎是地球上最偏远的角落”，克雷斯曼坦言。 ▲两次气旋风暴 2018年5月，气旋风暴“梅库纳”袭击了阿拉伯半岛南部的鲁卜哈利沙漠地带，降雨促使沙漠中出现季节性湖泊。高温湿热的环境促进植物生长，为当地沙漠蝗虫的第一波快速繁殖创造了条件。五个月后，另一场气旋风暴“卢班”袭击了附近的也门和阿曼交界处，再度为蝗虫的繁殖推波助澜。 在此期间，当地沙漠蝗虫繁殖了三代，数量增加了8000倍。 爆炸性的繁殖导致了食物短缺，为了寻找更多的食物，沙漠蝗虫开始了跨越大洲的“迁徙之旅”。2018年末，当联合国粮农组织研究人员第一次发现沙漠蝗虫的动向时，它们已经迁移至了阿曼南部。2019年1月，第一批蝗虫群蔓延至也门、沙特阿拉伯的其他地区，以及伊朗的西南部。2019年夏季，蝗虫群跨越红海和亚丁湾进入东非埃塞俄比亚和索马里。2019年12月底，蝗虫群开始入境肯尼亚。此后，蝗虫群继续迁移，抵达乌干达和坦桑尼亚等地，肆虐东非。 “这次沙漠蝗灾可能与全球变暖有关”，东非政府间发展组织气候预测与应用中心的气候科学家阿布巴卡尔·萨利赫·巴比克表示，“过去100年，由于人为原因造成的全球气候变暖，西印度洋一直在快速升温，成为升温最快的热带海洋系统。” “近年来，西印度洋气温上升在东非引发了多次热带气旋，使得东非地区的2019年冬季成为近30年来最湿润的季节之一。充沛的降雨让东非植被大量生长，也为沙漠蝗的繁衍带来了充足的食物。温暖的气候非常适合产卵孵化，而且适宜的旋风也有助于蝗虫大范围迁徙。这些因素共同促成了此次几十年不遇的重大沙漠蝗灾”，巴比克补充道。 数据统计，2019年东非附近的北印度洋上形成了8个气旋，创1976年以来最高纪录。而在2019年10月至12月期间，非洲之角多地降雨量比正常值高出400%。 而克雷斯曼在接受美国《新闻周刊》采访时同样表示，“从历史上看，热带气旋导致了蝗灾的发生。受气候变化的影响，我认为，未来这种级别的蝗灾可能会变得更加普遍。” ▲蝗虫产卵 与此同时，沙漠蝗灾也早已从阿曼北上至伊朗，并于2019年5月穿越伊朗和巴基斯坦之间的山地进入巴基斯坦，因此巴基斯坦的蝗灾比我们目前了解的要早上半年多。据了解，其2019年小麦产值便损失了10亿美元，而2020年蝗灾可能将造成巴基斯坦粮食减产30%~50%。 除了气候因素，东非和中东地区连年的战乱引起的连锁效应是导致此次沙漠蝗灾的另一个重要原因。众所周知，此次蝗灾的核心国家索马里自1991年开始便陷入内战之中，直至今日仍然动荡不堪，在这样的环境下，这些国家根本无心治蝗灾。 联合国粮食及农业组织警告说，“在索马里叛军控制的偏远地区，沙漠蝗虫若虫（幼虫）正在成熟，那里的空中喷雾几乎无法实现，它将在“接下来的三到四个星期”内形成翅膀，夺走数百万人的口粮。” 而另一方面，贫穷也是这次蝗灾爆发的重要原因，前期无防控后期无治理导致了目前蝗灾的横行。据了解，目前乌干达仅能出动两架农用飞机喷洒化学药品灭蝗，而肯尼亚也只有五架。

化学防治最为有效

2005年4月，美国上映的一部电影《极度惊蝗》将电击治蝗法搬上了银幕，然而这种集美国全国电力形成两张巨大电网的治蝗方法不过是灾难片中不切实际的理想状态。 事实上，目前蝗虫防治方法主要包含三种，生物防治、化学防治、以及改造蝗区生态环境，然而一旦像此次沙漠蝗灾这样大面积形成时，化学防治便成为了唯一的途径，而生物防治和改造蝗区生态环境均是在蝗灾未成气候之前。 改造蝗区生态环境非常容易理解，即通过改变蝗虫栖息环境从而控制蝗虫数量增长，包括保护利用天敌、垦荒种植等方法，更偏于“防”，无法“治”，这对于目前的沙漠蝗灾显然毫无帮助，而生物防治则是同样的道理。 目前生物防治主要是利用蝗虫天敌捕杀，无论是在新疆大热的粉红椋鸟，还是常见的鸡鸭鹅，都只能在蝗灾形成初期“防”。这些目前在中国常见的生物防治法主要是针对迁徙能力较弱的蝗虫，比如意大利蝗、西伯利亚蝗、以及牧草蝗等等，这些蝗虫基本不会像沙漠蝗和东亚飞蝗一样远距离迁飞。同时，鸡鸭主要吃的是没长翅的蝗蝻，对付早期的尚未聚集的蝗灾还可以，但真要将他们放在东非重灾区，完全是杯水车薪。 ▲粉红椋鸟生物防治 同时，生物防治需要很长时间，其灭蝗速度无法赶上蝗虫繁殖速度，且有数量限制，无法快速消灭大面积蝗灾。据媒体相关报道，鸭子将乌鲁木齐附近3万亩草场的蝗虫控制住需要两个月的时间，这个速度对于治理沙漠蝗灾而言十分“蜗牛”了。 另一方面，中科院动物所康乐院士率领的飞蝗研究团队研究显示，散居型飞蝗几乎不合成苯乙腈，而群居型飞蝗大量释放挥发物化合物苯乙腈以防御天敌，苯乙腈又是苯丙氨酸代谢途径的一个中间化合物，最终能合成剧毒化合物氢氰酸。 该团队测定了群居和散居飞蝗挥发物中的氢氰酸的含量，发现健康的飞蝗并不释放氢氰酸，但受到鸟攻击后的群居型飞蝗释放大量氢氰酸。当给散居飞蝗补充苯乙腈后，受扰动的散居型飞蝗也可以产生氢氰酸。 实验表明，大山雀显著攻击和取食散居型飞蝗，而不喜欢群居个体。 这进一步证明了当蝗虫成灾之后，生物防治便毫无用处，原本捕食蝗虫的天敌也会因为蝗虫释放的化学毒素而减少捕食。 作为解决东非蝗灾问题的唯一办法，化学防治已经在印度地区初见成效。据了解，从2019年5月起，印度当地的治蝗机构便开始对印度西部的十几个可能发生蝗灾的地区进行药物喷杀作业，早晨蝗虫趴在树上不动，每天凌晨五点就开始喷药，杀虫效果非常理想。 “我们早晨用了马拉硫磷以及其它不错的杀虫剂驱蝗，阻止蝗虫迁移，农民们也敲击发出声响赶走地里的蝗虫，从我们拍的视频可以看到，这些蝗虫很快就被杀死了”，印度拉贾斯坦邦焦特布尔地区灭虫负责人帕里哈尔表示。 据不完全统计，蝗灾严重的印度西部约有35万公顷土地受到影响。印度农业部门的最新消息显示，目前蝗灾已经基本得到控制，蝗虫啃食农作物的现象只是在拉贾斯坦邦的个别地区还有零星出现。据印度知情人士透露，除了确保供应大量杀虫剂，印度还欲将购买无人机和喷雾机，以预防接下来可能发生的更大蝗灾。 目前来看，利用化学药物防治蝗灾十分有效，但这对常年处在战乱或是极度贫穷的东非国家而言，却又无法实现。日前，联合国粮食及农业组织发起了一项7600万美元的筹款呼吁，以帮助控制蝗虫的扩散。 当然，化学防治会造成污染环境，也会杀死其他昆虫。因此，目前全球科学家正在尝试寻找其他化学物质来替代目前所用农药，比如生产能够抑制血清素的化学物质以控制蝗虫不进入群聚模式。同时，中科院动物所康乐院士率领的飞蝗研究团队也正在从基因层面研究防治蝗虫的办法。 ▲化学防治 但无论如何，蝗灾问题目前仍然无法根治，最理想的治蝗方法还是要从虫卵阶段开始，毕竟至今仍然保持吉尼斯世界纪录的落基山岩蝗便是因为其产卵地受到淘金热、农田改造等影响完全灭绝。 不同于落基山岩蝗在固定地区产卵，目前的沙漠蝗虫产卵地区不定，同时受到监测蝗灾人员不足等问题，虫卵基本上无法勘测。未来随着科技的发展，如果我们能够监测到沙漠蝗虫和东亚飞蝗等蝗虫的虫卵分布，加以破坏，做到一劳永逸才是最理想的状态。 至于沙漠蝗灾是否会影响中国，答案是肯定的，即基本上不可能。一方面，蝗虫的流动主要取决于印度洋季风，目前冬季东南亚盛行东北风，而现在是冬季洋流，风从印度东岸北上后又转回，中国处于印度东北方位，印度地区的沙漠蝗虫逆风飞向中国的难度较大。另一方面，巴基斯坦与中国中间隔着喜马拉雅山脉，巴基斯坦的蝗虫群由于怕冷特性无法逾越。 同时，专家分析认为，我国史料中尚未发生沙漠蝗危害记载，但其推测我国在云南、西藏自治区的聂拉木有沙漠蝗的分布。同时，40℃左右是沙漠蝗虫蝗蝻和成虫迁移活动的条件，相对湿度需要达到60%至70%。沙漠蝗猖獗发生的最大扩散区为缅甸、尼泊尔和印度。 因此，我们完全无需担心沙漠蝗虫入境，令本就新冠疫情严重的中国雪上加霜。 参考文献： 1、4000亿只蝗虫究竟从何而来：https://mp.weixin.qq.com/s/mkPzu_i7PfctRyFZfeQNxw 2、席卷20多个国家，受灾面积1600多万平方公里！大规模蝗虫群是如何形成的：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1658849667701281319&wfr=spider&for=pc 3：记者探访印度蝗灾地：https://tech.sina.com.cn/roll/2020-02-20/doc-iimxxstf3107355.shtml （备注： 图片均来自互联网） *本文版权归“PingWest品玩”公众号所有，未经授权严禁转载。

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