西藏科协第四届学术年会

来源:  发布者:管理员  日期:2015-12-20  点击:577


  [摘  要]:简要综述了影响蝗虫发生的各种因子及其在蝗虫发生过程中的影响;总结了目前防蝗治蝗工作中的几种主要方法,包括:机械防治、化学防治、生物防治及3S技术在防蝗治蝗工作中的应用。提出防蝗治蝗工作应以预防为主,综合防治为方针,积极研究研新产品,发展和改善监测预警技术水平,将3S技术集成引入到防治决策的整体系统中,使信息能够快速、准确地传递,提高监测预测的准确性。

  [关键词]:蝗虫 发生成因 防治措施

  蝗虫俗称蚂蚱,隶属昆虫纲、直翅目。蝗科种类很多,全球已报道的有9科、2261属、1万多种,可对农业造成危害的有300多种。我国有252属、900余种,对农业造成危害的有60余种[1],其中尤以东亚飞蝗、中华稻蝗、亚洲飞蝗、西藏飞蝗、沙漠蝗虫等为甚,主要取食芦苇、小麦、高粱、玉米和水稻等禾本科植物的叶片幼穗等,给我国农业生产造成了巨大损失。由于蝗灾具有爆发性、迁飞性和毁灭性等特点,因此使其在中国近千年历史中一直与水灾、旱灾齐名并称为我国三大自然灾害。尤其在1998年爆发了我国40年来最为严重的蝗灾,因此更是受到政府及相关部门的高度重视[2],针对这一问题,就蝗灾形成的原因及目前的防蝗治蝗技术进行分析和探讨,具有一定的意义。

  1、蝗灾形成的原因

  蝗灾发生的原因非常复杂,总体可归纳为内因和外因两种。

  1.1、内因

  1.1. 1、自身的高繁殖率和极强的适应环境能力

  蝗虫自身的高繁殖率及其超强的适应环境能力是其爆发成灾的本质因素。据统计,一头雌蝗一次可产卵50~125枚,一年可繁殖2~3代[3]。他们每年产下的卵在土壤中越冬,等到第二年春天气温回升时,则开始孵化,到夏季时已经 成为成虫,称之为夏蝗;夏蝗称为成虫后,即产卵,由于夏季温度高,卵经10余天即孵化,为秋蝗。此外,蝗虫还具有迁移扩散特性,当某一地方的植物不能满足它们的需求时,它们则会迁移到另一地方,继续进行危害。另外,蝗虫种类繁多,种与种之间的差异极大,其集中危害期也有所不同,所有这些都给防蝗治蝗工作带来很大的困难。

  1.1.2蝗虫的习性突变

  蝗虫习性的突变也是导致蝗灾大发生的因素之一,但在工作中确往往被人们所忽视。同是学名为“Schistocerca gregaria”的沙漠蝗虫就是一个例子,其中一类性格迟钝,羞怯,常常停留在一个地方一动不动,碰到别的蝗虫趋向于躲避,夜间飞行,不会给人们带来灾难,然而另外一类沙漠蝗虫,其性情原本与这类一样,但却由于其赖以生存的沙漠环境的变化,导致其习性发生变化,在白天结成蝗群,数量达几十亿只,瞬间可食数以吨计的植被,给人们带来毁灭性的灾难[4]。

  1.2、外因

  蝗虫虽然具有很强的生存本能,但其要爆发成灾却仍然取决于外部环境因素。

  1.2.1、气候气象因子

  关于蝗虫发生气象因子研究始于20世纪40年代,1935年邹钟琳发表的“中国飞蝗之分布与气候地理之关系及其发生地环境”首次分析了蝗虫发生与气候环境条件之间的关系[5]。之后,随着人们对蝗灾越来越多的重视,很多工作人员都对这方面进行了研究,并发表了大量优秀文章,为防蝗治蝗工作出了很大贡献[6-18]。影响蝗灾发生的气候气象因子主要有气温、光照、降水、旱涝和全球变暖等。

  1.2.1.1、气温

  气温可从蝗虫的发育和发生的数量以及取食量3个方面影响蝗灾的发生。蝗虫属于变温动物,其体温随着环境温度的变化而发生变化,随着日平均气温的升高,蝗虫对热量进行吸收和转化,当积累到一定量时,就进入不同的发育阶段,进而影响蝗虫的发育[19-20]。此外,  

  表1:几种蝗虫发育期与日平均气温的关系[19]

种类

孵化期

羽化期

产卵期

最早气温

最盛气温

最早气温

最盛气温

最早气温

毛足棒角蝗

3. 37. 9

7. 09. 7

9. 812. 9

11. 214. 0

 

宽须蚁蝗

5. 88. 9

8. 511. 2

11. 214. 0

12. 315. 2

13. 015. 6

李槌角蝗

 

 

11. 214. 0

12. 315. 2

12. 315. 6

白边痂蝗

6. 38. 9

 

11. 914. 6

12. 615. 6

12. 615. 4

伦纹异痂蝗

 

 

12. 315. 2

 

 

红翅雏膝蝗

8. 511. 2

9. 112. 9

11. 915. 2

12. 615. 6

 

狭翅雏蝗

9. 812. 9

11. 214. 0

12. 615. 4

 

8. 911. 9

小翅雏蝗

11. 214. 0

 

12. 615. 4

 

8. 911. 9

  蝗虫的发生数量与温度也有密切的关系,低温和高温都不利于蝗虫的发生[9] 。过低的极端低温可冻死大量虫卵和蝗蝻,延长其孵化期,抑制蝗蝻和成虫的活动和取食,使之发生不整齐;而当温度过高时,蝗虫体内温度便会迅速升高,此时便会通过蒸发体内的水分和停止活动来降低体内的温度,这样既影响了蝗虫的取食,同时也会因迅速脱水而使部分蝗虫死亡。倪绍祥曾对青海湖地区草地蝗虫进行过研究,发现当地蝗虫最适宜温度为10~25℃,在此温度范围外,蝗虫均很少发生。尤其当冬季极端温度过低时,可使虫卵的死亡率达到45%左右,而当夏季温度高于30℃时,所有蝗虫均停止取食和运动,并有部分蝗虫开始脱水死亡[9]。

  1.2.1.2、降水

  降水对蝗虫的影响非常复杂,且因不同的地区和不同的种类而有一定的差别[21-25]。就北非、中东等地广泛出现的迁徙性沙漠蝗,国外对此研究的普遍结论是降水越多,蝗虫发生成灾的可能性越大[26]这是因为一定量的降水十分有利于干旱环境中植物的生长和发育,而后者又为沙漠蝗的食物来源及栖息环境提供了有利的条件。然而在我国一般多雨不利于蝗虫的发生[9] 。以高寒环境下的青海湖地区同德县为例,该地区1979年6月的均温(10. 9℃) 虽略高于1980年6月的均温(9. 5℃) ,但1979年6 月的降水量(63 mm )远低于1980年6月(91mm )。记录表明1979年该县为蝗虫大发生年, 而1980年因雨季早、雨量多和集中,加上气温偏低、日照不足, 造成蝗虫幼蝻的新陈代谢作用减弱,以至该年没有发生大的蝗灾。再以北疆塔城地区为例,该地区凡是蝗灾大发生的年份,该地区都具有气温偏高、降水偏少的特点。

  1.2.2、生态因子

  1.2.2.1、地形

  地形包括海拔高度、地貌类型、坡度与坡向等多个方面,主要影响蝗虫的分布和密度,这种影响是通过其对温度、光照和降水等的重新分配而表现出来的,属于间接影响。

  张洪亮,、倪绍祥等人利用GIS技术对青海湖地区草地蝗虫发生进行过地形分析[12],结果表明:在众多地形因子中,海拔高度和坡度对青海湖地区草地蝗虫发生的影响最为显著,而坡向对草地蝗虫发生的影响不是特别明显。草地蝗虫发生情况的平均海拔高度为3268. 6 m,最高达到3740 m,而不发生情况的平均海拔高度为3497.7 m,最高达到4 392 m;草地蝗虫发生情况的平均坡度为2.1°,最陡坡度为12,而不发生情况的平均坡度为6°,最陡为30°。那里表面较平坦,光照充足,冬季积雪相对较厚,春季地温回升较快,有利于蝗卵孵化和蝗蝻繁育;海拔3500 m以上的中、高山地,因地势较高、气温较低,加上湿度较大,不利于草地蝗虫的生长和繁育。

  1.2.2.2、植被

  植被的盖度及高度等可直接影响蝗虫的繁衍生存。有研究表明,蝗虫喜欢产卵于植被盖度小于50 %的草场中的裸地上。由于草场的不合理利用、过度放牧及气候因素导致草场退化、沙化、植被稀疏,这为蝗虫产卵提供了适宜的场所;并且随着退化的加剧,这种场所明显增加了。同时,这种劣化了的小环境非常适宜蝗虫个体的生长发育,而大量存在的蝗虫个体又使这种小环境进一步劣化,从而形成恶性循环[7]。

  1.2.2.3、土壤

  土壤对蝗虫的影响, 主要通过土壤温度、土壤质地及水分状况等起作用[9]。

  冬季如气温低、积雪薄或无积雪,土温过低,蝗卵的冻死率会增大蝗卵的发育和孵化要求有一定的土壤水分含量,如果土壤水分含量过低,土壤过于干燥,则会发生“倒渗透”现象,即蝗卵体内水分渗向土壤,导致蝗卵干瘪率增大,同时还会影响蝗蝻出土;当土壤水分含量过高时,又会引起蝗卵的霉烂。土壤水分含量一方面取决于降水及蒸发,另一方面取决于受土壤质地影响的土壤持水性。据调查,在青海湖地区,无论是在构造台地上还是在湖成阶地上,凡是草地蝗虫密度较高的地方,一般都是淡栗钙土或栗钙土类型,它们的质地无一例外地都为砂质壤土或粉砂质壤土。这些土壤较疏松,排水性能好,土壤水分含量均在2. 0% 以下,因此既有利于蝗虫向土壤中排卵,又有利于蝗卵发育、孵化及蝗蝻出土。土壤盐分含量对草地蝗虫发育也有很大影响。含盐量高的土壤,蝗卵无法从土壤中吸收水分,即使已吸收水分的蝗卵,在春季土壤盐分含量上升时亦可能因失水过多而延缓发育或甚至干瘪。

  3、防蝗治蝗技术研究成果

  蝗灾自古以来就与旱灾、水灾并称为3大自然灾害,而在近几年来,由于全球性气候变化、水热季节性分配失调,旱、涝灾害频繁交替发生,人类活动加剧,对自然资源的不当开发利用,生态条件与环境的严重破坏,更是为蝗虫灾害的发生创造了有利条件,加重了蝗灾的发生频率及危害程度,因此备受政府及相关部门重视,同时也使防蝗治蝗成为最近几年来的研究热点。其防治方法也多种多样,归纳起来主要有以下几点:

  3.1、机械防治

  机械防治,即利用物理因素、采用机械防治方法。目前在机械防治中应用最多的是草原蝗虫吸捕机,该机器操作方便,动作可靠,应用范围广,它能在不同品种和不同虫口密度下控制蝗虫对草原的危害,同时不受草原气候的影响,不污染环境,几乎不摧残蝗虫天敌,维护草原生态的良性循环。

  1990年,在呼和浩特市郊区小黑河乡打草场及放牧场进行了实地实验,均取得较好的效果。工作效率为20~25hm2Ph ,吸捕率在82 %左右,收集物纯净度约为96 %。由于蝗虫可作为食物或饲料的资源,经营养成分测定蝗虫体粗蛋白含量高达71 %,含有丰富的氨基酸,人体必须的多种活性物质。因此该方法是防治和利用并举,并能够有效降低防治成本[27]。

  3.2、化学防治

  化学防治法是一种传统而有效的防治方法。该方法曾在上世纪80年代以前为防蝗工作作出巨大贡献[28]。早在二十世纪50年代,国际上以有机氯杀虫剂为主,采取灭杀防治的指导思想来控制蝗灾。但由于有机氯杀虫剂的高残留特性,带来了一系列的环境和人类健康安全问题,因此后来又开发出了杀螟松(fenitrotion)、马拉硫磷(malathion)等高效、低残留的有机磷(organophosphate)杀虫剂替代狄氏剂用于蝗虫的防治。随着机磷杀虫剂的大量施用,很快又暴露出了严重缺陷――残效期短,不能有效地控制后期蝗虫种群的暴发。因此,不得不多次用药,实行大范围、地毯式喷施,结果一方面极大地增加了防治成本,另一方面对环境造成更严重的污染。针对这种状况,多个研究机构的专家学者积极探索从其他几个方面来弥补化学杀虫剂的缺陷。一是开发新的具选择性的化学杀虫剂,如又开发出了氨基甲酸酯类(cabamate)的西维因(bendiocarb)、拟除虫菊酯类(pyrethriod)的溴氰菊酯(dehamethrin)、锐劲特(fipronil)、昆虫生长调节剂(growth regula.tors)的卡死克(dimilin)和triflumeron等种类来替代有机磷农药。二是试验新的用药技术和措施,包括:适当降低用药浓度(药剂施用量),将防治效果维持在70%~90%左右,保留一定数量的蝗虫,为天敌觅食提供条件。在明确蝗虫防治经济阈值的前提下,以经济效益分析为指导,有限度地减少用药量,将蝗虫密度控制在经济危害允许水平之下;改进施药技术,大力开发和推广超低容量喷药技术及应用新的剂型,改善药液的散布和附着特性,同时施行条带施药法(barrier stripstreatment),即在施药区域内留出一定宽度的空白条带,为天敌生存保留避难所,以利其发挥持续控制效应;提高监测预警技术水平和精度,在蝗虫发生的虫源地和早期用药,从而减少大面积的污染,防止群居型蝗群外迁;积极探索和开发与环境相容的生物杀虫剂,提倡生物防治技术的应用[29]。

  3.3、生物防治

  在蝗虫灾害的生物控制技术发展过程中,有两种观点,即:外源性因子(exotic agent)(当地原来不存在的生物因子) 的引入释放和内源性因子(indigenous agent) (原来当地存在,但作用不强)的增强释放。从生态学和经济学的观点看,外源性因子的引入释放是更理想的蝗害控制模式[30]。

  目前,已经有多种生物防治技术被应用于蝗虫的防治实践中,包括:真菌灭蝗虫, 细菌灭蝗虫,原生动物灭蝗虫等。其中尤以真菌中的是绿僵菌和微孢子虫发展最快,应用最广[31]。最近在绿僵菌上分离出了高毒力的IMI330189株系,已经开始大规模生产并注册登记[30]。

  应用绿僵菌治蝗从20世纪90年代初就开始了试验,但在当时却没有推广起来 [32]。之后,随着对高效菌株大量发现和剂型加工技术的成熟,该技术逐渐受到重视,1998年在西非防治稻蝗(M.daganensis),试验面积达800hm2,防治效果持续了60~90 d ;在非洲其它地区防治褐蝗和树蝗,其试验面积超过1000 hm2,近两年应用面积更大。在澳大利亚,1999年前应用绿僵菌防治疫蝗和飞蝗的试验面积仅50 hm2,2000~ 2001年应用面积高达20000 hm2[33]。

  在我国,最早是1996年陆庆光等曾对绿僵菌防治蝗虫进行了0.4 hm2的田间试验;张泽华等在内蒙用绿僵菌防治草原蝗虫其防效达88%;雷仲仁等在天津大港利用绿僵菌油剂对东亚飞蝗进行了防治试验,施药后6~9 d种群数量急剧下降,第l8天死亡率达81.1% [34]。田间一般孢子用量为100 g/hm2或为5×10 个/hm2。但在马里用50 g/hm2,在澳大利亚仅用l0~25 g/hm2。剂量大对蝗虫作用速度快,防效达90%左右[35]。

  3.4、3S技术治蝗

  3S防蝗治蝗技术起于上世纪70年代,最初是由国外一些发达国家将遥感技术用于防蝗治蝗工作,主要是利用陆地卫星多光谱扫描数据(LANDSATMSS) 来确定绿色植物的分布和监测其生长状况,从而用于沙漠蝗虫生境监测和制图[38-39]。90年代以后,随着GIS技术的发展,生物学家又进一步将遥感技术与G IS 技术结合起来进行这方面的研究,通过30年来的研究和实践,国外在该方面研究已经积累了不少经验。我国在该方面研究起步较晚,于20 世纪90 年代开始用遥感进行草地蝗虫生境的研究。通过几年的努力也取得了很大成绩。以蒋建军、倪绍祥、韦玉春等专家为代表的研究团队通过对1997至2001的TM影像数据、草地类型图、地理辅助数据以及GPS定位的野外调查资料,进行整理,从遥感图像处理、地理数据、专家知识一体化的角度出发,对青海湖地区草地蝗虫发生的生境因子、气候因子、地形因子等进行了系统而完整的分析研究,并取得很大成绩,为该地区防蝗治蝗工作提供了及其可靠而宝贵的数据[36-38]。等等。

  4、小结与讨论

  4.1、影响蝗灾发生的因子很多,包括气候、降水、地形地貌、植被、土壤水分及蝗虫自身因素等因子,且各个因子相互交错共同影响,使得蝗虫发生的特点具有多样性,从而确定了防蝗治蝗方法的多样性,因此必根据各个蝗灾区蝗灾的具体情况及特点确定适宜当地的防蝗治蝗策略,进行有效防治。

  4.2、当蝗虫爆发成灾时,其治理工作无论是在人力、物力及资金的投入上或是治理工作的难度上都要远远大于其之前的预防工作,因此防蝗治蝗工作必须以预防为主,进行综合防治,将蝗虫数量严格控制在其经济阈值之下,使其密度处于经济危害允许水平之下。

  4.3、纵观机械防治、化学防治和生物防治,机械防治具有效率高、无污染等优点,且可高效收集蝗虫资源,因此值得推广应用,但其最大缺点就是受地形限制比较严重,无法在一些地形复杂的坡地、草地进行实施;化学防治具有经济实惠、作用时间短、效率高等优点,但该方法却具有高效残留等缺点,容易污染环境,在治蝗过程中不仅容易对人、畜、野生动物、鸟类和水生生物等构成威胁,还会大量杀伤了蝗虫的天敌,削弱了自然调控能力,容易缩短蝗虫的暴发周期,加重危害;生物防治具有经济实惠、无残留、不受地形限制等优点,但其杀虫效果却不及机械防治和化学防治。综上所述,我们应该充分利用生物防治方法和机械防治方法,严格控制蝗虫发生数量,预防蝗灾形成,而当蝗灾已经形成时,为减小蝗灾危害,则应立即采取措施,根据具体情况采取机械防治或化学防治与其他防治方法相结合策略进行防治。

  4.4、尽管目前3S技术已经成为蝗灾预测的一种重要手段,但我们还必须清楚的认识到该方法仍然只处于起步阶段,因此我们必须积极发展和改善监测预警技术水平,将3S技术集成引入到防治决策的整体系统中,使信息能够快速、准确地传递,提高监测预测的准确性。

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