“在植保領域,通過對病蟲草鼠等有害生物的有效防控,我國每年挽回的糧食損失為兩千億斤左右?!?/span>
和候鳥的遷徙一樣,許多昆蟲也會按照季節的變化遠距離遷飛,尋找更適宜的生存之地。
昆蟲遷飛是全球現象,它們的數量遠比人們想象得要多,僅在一地,每年遷飛過境的昆蟲,就可能是億萬計的天文數字。它們的生物量驚人,可能在人們不知不覺中,數千噸的昆蟲就從頭頂的高空飛翔而過。
而這個龐大的群體中,許多適應性極強的昆蟲會在遷入地快速繁殖,對當地農業造成沉重的災難,它們也因此成為了需要防范的農業害蟲。曾經在黃淮海平原上危害棉花、導致上百億損失的棉鈴蟲,即是其中之一,而像這樣的遷飛害蟲還有很多。
2022年8月,北京延慶,北京植保站中,中國農科院植保所與北京植保站合作實驗的高空探照燈,誘捕遷飛的昆蟲。中國農科院植保所供圖
全國的遷飛場,農業害蟲的大遷徙
季風是昆蟲遷飛的重要基礎,在全球環境中,一個個季風流動的場域,同時也是昆蟲的遷飛場。中國農科院植保所副研究員楊現明介紹,在全球范圍內,有六大主要的遷飛場,分別是北美洲遷飛場、歐洲遷飛場、非洲遷飛場、東亞遷飛場、中亞遷飛場和澳洲遷飛場。
東亞遷飛場是一個覆蓋亞洲東部的龐大區域,包括中印半島到東北平原、朝鮮半島和日本群島等地,是一個典型的昆蟲遷飛場。而我國大部分農作區,都處在東亞遷飛場的范圍內,其中我國的東部地區,是這個遷飛場的主要部分。
每年春夏季節,昆蟲會隨著偏南的氣流一路北遷,中南地區的越南、老撾、緬甸、菲律賓等地昆蟲會北上入境,我國南部的昆蟲也會隨之往北,每年秋季,它們又會隨著偏北的季風,飛回溫暖的南方。
這場南北大遷徙中,有許多人們熟悉的農業害蟲,危害小麥等作物的草地貪夜蛾、黏蟲,危害水稻的“兩遷害蟲”,危害棉花、小麥等多種作物的棉鈴蟲等。
昆蟲們的北遷南回,總是追逐著氣候的變化,這意味著,也和農作物生產的時間相一致。楊現明介紹,“沿著昆蟲遷飛的路徑,從南往北,水稻、小麥、玉米等主要作物的生育期也隨著地理緯度的變化而依次遞推,當黃淮海平原上的小麥收割后,東北平原上的玉米還是嫩苗,而昆蟲們恰好在此時離開黃淮海平原,飛向東北平原。”
季風、氣候、食物,共同影響著昆蟲的遷飛,而對人類來說,廣袤平原上的農作物,每年都可能迎來重大害蟲的威脅。楊現明介紹,“已有的研究已經證實,黏蟲、小地老虎、稻縱卷葉螟、褐飛虱、白背飛虱等重要的遷飛害蟲,它們春夏季會一路北上,秋冬季又復南歸,在人類的農田中,危害小麥、水稻、玉米等農作物。”
昆蟲過境,許許多多夾雜其中的農業害蟲涌向廣袤的農田,它們啃食莖葉、吸食汁液、傳播植物疾病,讓糧食減產甚至絕產。而人類,則布下了重重防線,“蟲口奪糧”,保衛我們的糧食。數據顯示,在植保領域,通過對病蟲草鼠等有害生物的有效防控,我國每年挽回的糧食損失為兩千億斤左右,接近全部糧食產量的六分之一。這其中,對遷飛昆蟲的有效防控,是至關重要的一部分。
遷飛通道一:云南
云南到黃河,春夏之間的飛行軍
云南是我國昆蟲入境遷飛的主要通道之一。中國農科院植保所呂純陽博士介紹,在中南半島,如緬甸、越南、老撾等地,由于地處熱帶,植物種類多樣,作物耕作制度復雜,有些地方農作物隨時播種,四季都有收獲,這里是許多重要農業害蟲的周年繁殖地,也是我國多種遷飛性害蟲的主要蟲源地。
大名鼎鼎的“幺蛾子”草地貪夜蛾就是其中之一,研究發現,每年春季,受到西南季風影響,生活在緬甸北部的草地貪夜蛾會一路北遷,在滇南會合本土的草地貪夜蛾,逐漸向北擴散至滇北和貴州南部。到夏季,在西南季風和東亞季風的混合影響下,更多來自緬甸的草地貪夜蛾入境,一路從滇中到滇北,再到貴州,進而進入華南、長江流域,并在夏季結束前,遷飛到黃河流域。
斜紋夜蛾是一種世界性的農業害蟲,遷徙距離極遠,且繁殖能力、適應能力強。它們的食譜極其廣泛,幼蟲咬食葉片、花蕾、花及果實,可以危害300多種植物,包括多種糧食作物、十字花科的所有蔬菜以及瓜、茄、豆、蔥等作物。中國農科院植保所陳爽博士介紹,斜紋夜蛾的遷飛規律和草地貪夜蛾相近,每年春季從緬甸、越南、老撾等地遷入我國,會合本土的同類,一路北遷,又在秋季返回。在一年漫長的遷徙中,它們會繁殖數個世代。
除了體長1-2厘米的遷飛性蛾子,云南還監測到大至4厘米的黃脊竹蝗遷移擴散。該蟲分布于中國南方各地以及老撾、越南等東南亞國家,主要取食竹子,也會危害玉米、水稻等作物,對農業和林業安全構成重大威脅。近年來,黃脊竹蝗在老撾等東南亞國家爆發嚴重,種群數量大量積累,并多次入侵中國滇南地區,入侵頻率和入侵數量逐年增多,嚴重威脅了中國的生態與農業安全。中國農科院植保所劉大眾博士介紹,在2020年7月6日至8月23日間,雷達共監測到39次黃脊竹蝗的遷飛活動,遷飛高峰多發生在15時以后,該蟲在晴天大規模遷飛,遷飛的平均飛行高度為410.4米,飛行速度能達到35.8公里每小時。2020年7月15日,雷達觀測到的黃脊竹蝗種群密度最高,達到4985.7頭每平方公里,遷飛速度達到45.14公里每小時,遷飛高峰持續了4個小時。雖然黃脊竹蝗沒有遷飛到糧食主產區,僅在云南南部地區,但其近幾年發生頻率加大,入侵數量增加,因此,需要持續開展監測及防控技術研究。
從這里開啟遷徙之路的重大害蟲,還有小地老虎、黏蟲、甜菜夜蛾等。對昆蟲們來說,從中南半島進入云南,進而一路擴散到廣西、廣東等地,幾乎沒有任何阻礙。因此,這里也是我國農業害蟲最重要的遷飛通道之一。
遷飛通道二:海南
海南到東北,漂洋過海的接力賽
和中南半島的情況類似,位于熱帶的海南,也是眾多遷飛性昆蟲的周年繁殖地。中國農科院植保所張浩文博士介紹,海南屬于熱帶季風氣候,是“天然大溫室”,為熱帶農業提供了優良的環境,同時也是我國最負盛名的育種基地。但同時,這里也是昆蟲遷飛和繁殖的天然溫床,是我國主要的蟲源地之一。
在海南三亞,歷史蟲情數據顯示,在當地周年繁殖和遷飛的農業害蟲,主要包括稻飛虱、稻縱卷葉螟、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾等。
稻縱卷葉螟和稻飛虱是水稻最重要的害蟲之一,被稱為水稻“兩遷”害蟲。每年春季,大量稻縱卷葉螟和稻飛虱順著季風,一路漂洋過海,從菲律賓、緬甸、老撾等東南亞國家跨境遷飛至海南,危害海南水稻生產。在夏季又繼續往北,最終遷飛至東北平原上,有些還會遷飛到日本和朝鮮,在這些地方產下幼蟲。
它們的幼蟲以水稻莖葉為食,同時還會散播病毒,導致水稻病害。而東北平原嚴酷的寒冬使得它們無法存活,因此,新生的幼蟲長成后,會在秋季沿著“前輩”們飛行的路線一路逆行南歸,回到海南、中南半島等地過冬,并在這里繁殖后代。它們的后代,則會循著本能,再一次踏上北遷南歸之路。
迄今為止,科學家們仍未探明昆蟲遷飛所有的秘密,事實上,每一個個體的昆蟲一生只能遷飛一次,甚至只能走完整個遷飛路徑的一小段。在一年的北遷南歸中,許多昆蟲要繁殖數個世代,最終回到原地的或許已經是四五代乃至更多代之后的后代們。是什么讓每一代的遷飛昆蟲,都能夠在準確的地點、準確的時間,踏上準確的遷飛之路,或許仍需要無數科學家們去探秘、去破解。
遷飛通道三:渤海
跨越渤海海峽,殊途同歸的遷飛路
如果說云南和海南都有跨境而來的昆蟲,那么在從華北到東北,越過渤海海峽的這條遷飛通道,則主要是國內遷飛通道,也是大部分昆蟲北遷南歸的必經之路。
從煙臺蓬萊到大連旅順,黃海、渤海的交匯之地,渤海海峽最窄處,每年都要飛過數百種昆蟲。中國農科院植保所周燕博士介紹,它們來源眾多,從云南、海南、廣西、廣東、貴州等地,一路北飛,越過長江,到達黃河、淮河、海河流域共同組成的黃淮海地區,在河南、山東等地侵蝕小麥、棉花、豆類、蔬菜等農作物。又在作物收獲后,穿越海峽,在波濤萬頃的海面上飛行,到達東北平原以及更北的地方,在那里繁衍生息。一直到秋天開始南返,再一次穿過海峽,然后四散開來,回到它們各自出發的地方。
位于渤海海峽的長島,是它們中途停腳的地方。中國農科院植保所博士生李曉康介紹,位于長島的試驗站長期觀測、誘捕和研究跨海遷飛的昆蟲,每年遷飛經過這里的,有上百種農業害蟲,從云南遷來和從海南北上的蟲群,在這里交會重疊,形成了一場從4月一直到10月的漫長遷飛季。
北隍城島遷飛昆蟲種類多、數量大,20年來,累計捕獲遷飛昆蟲120多種、350余萬頭,其中以鱗翅目夜蛾科害蟲為主。2012年是遷飛生物量較大的年份,當年燈誘生物量達50余萬頭。同時,2012年也是黏蟲大爆發的年份。2012年7月,由于東北和華北地區降雨頻繁、溫度適中,導致黏蟲爆發嚴重,其發生規模歷史罕見,當年黏蟲的誘捕量高達46萬頭。
危害玉米的玉米螟、草地貪夜蛾,啃食棉花、玉米、馬鈴薯、豆類的小地老虎,喜歡各種蔬菜的甜菜夜蛾、甘藍夜蛾,威脅水稻的稻飛虱、稻縱卷葉螟,還有曾經造成重大農業損失、食譜極其廣泛的棉鈴蟲,都可以在這個海峽見到。甚至還有小到2毫米、主要危害小麥的蚜蟲,這是因為在它們的食譜中,不僅有小麥,還有高粱、玉米、水稻、甘蔗等禾本科作物。因此,盡管這種害蟲被冠以小麥的名字,它卻不只出現在小麥產區,也會不斷遷飛,在蒙古高原上侵食春小麥,在東北平原上危害那里的水稻、玉米、高粱等。