虫子都去哪儿了,飞虫消失

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虫子都去哪儿了,飞虫消失

虫子都去哪儿了 科学家追溯30年间昆虫数量锐减原因

飞虫消失 生态失衡

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图中荷兰森林中的萤火虫已经在北美和欧洲一些曾经大量存在的地区消失。

一团飞虫。 图片来源:Martin Siepmann

图片来源:PAUL VAN HOOF/MINDEN PICTURES

消失的不仅只有蜜蜂和蝴蝶,还有很多其他的昆虫。有更多的证据表明,我们正处于地球第六次物种大灭绝的阵痛之中。一项新报告称,在德国部分地区,飞虫在短短27年内急剧下降。

昆虫学家称其为挡风玻璃现象。“如果说起这个话题,人们会想起昆虫如何撞在挡风玻璃板上。”德国波恩莱布尼兹动物生物多样性研究所主任Wolfgang
Wagele说。而今天,驾驶人清理挡风玻璃上昆虫尸体的时间少了很多。

人们可能不太愿意去拯救这些生物——昆虫、蚜虫和寄生蜂,而更愿意去拯救我们信任的传粉昆虫。实际上,汽车司机会因为挡风玻璃上没有被撞死的小生物而高兴,园艺师会因为种植的植物免受蚜虫破坏而感到欣喜,游客也会因为没有蚊虫的叮咬而更加沉浸在旅行中,他们可能会认为这些是值得庆祝的事。

“我绝对是一个受数字驱动的人。”美国俄勒冈州波特兰Xerces无脊椎动物保护协会执行主任Scott
Black说,“但当你意识到不再看到那么多的昆虫扑面而来之后,这是一种本能的反应。”

但如果这个推测是正确的,其损失将是巨大的。此前的报告发现,近几十年来,欧洲的草地蝴蝶、蜜蜂和飞蛾的数量下降了50%。但这项新研究表明,它们的死亡数量要高得多,甚至可能跨越数百个乃至数千个年复一年造访自然保护区的物种。

一些人认为,今天的汽车更具空气动力学特征,因此对于昆虫的致命性更低。Black表示,在内布拉斯加的青少年时期,他最大的骄傲和快乐来自于一辆1969年产的福特野马马赫1,那辆车有着非常精美的流线。“以前,我总是要洗车,它上面经常覆盖着昆虫。”现在,那里的一名昆虫学家Martin
Sorg看到的则完全相反:“我开着一辆路虎,现在它每天都是干净的。”

荷兰和英国的研究人员利用近30年来昆虫爱好者收集的数据,对昆虫的困境进行了最清晰的分析。这些生物爱好者采集了德国自然保护区的63个样本,其中涵盖了从1989年到2016年的一系列栖息地,包括草地、沙丘和灌木丛生的荒地。

这种对飞溅而来的昆虫的观察并不科学,目前对于重要昆虫物种命运的可靠数据寥寥无几。科学家已经观察到家养蜜蜂、帝王蝶和萤火虫等昆虫数量令人警觉的变化。但很少有人关注飞蛾、食蚜蝇、甲壳虫和其他在温暖月份喜欢鸣唱或飞来飞去的无数昆虫。“人们很容易忽视那些不显眼的物种,而大多数昆虫正是如此。”加拿大新不伦瑞克大学生态学家Joe
Nocera说。

每个保护区每隔几年会被采样一次,以此避免破坏野生动物的数量,所有样本都是用相同的“马氏诱集器”采集的。这些类似帐篷的结构可以让昆虫在地面向上飞行约1米,然后通过漏斗落入含有酒精防腐剂一个收集罐中。

在那些现存稀少的记录中,很多均来自业余自然爱好者,他们或是蝴蝶收藏爱好者,或是观鸟者。现在,一系列长期观测的数据来了,这一次它们来自一个大多数由业余昆虫学家组成的团队——克雷菲尔德昆虫学会,他们从20世纪80年代起跟踪了西欧100多个自然保护区的昆虫丰度。

通过比较每个陷阱的内容,研究小组发现,在采样的27年里,各类栖息地内这些生物的总质量直线下降。在此期间最严重的下降为82%,出现在夏季中期,而此时的昆虫数量通常最为充足。

24年间,德国西北地区Orbroicher
Bruch自然保护区监测陷阱收集的昆虫数量下降了78%。

没人知道这种情况是否正在以同样的规模在其他地方发生,或者是什么原因造成的。在这项研究中,大气变暖和土地使用的变化被认为影响最低。相反,一个可能的原因是现代农业可能对此负有直接责任,导致飞虫稳步而无声地死亡。因为直到现在,这种消失在很大程度上还没有被注意到。

上千万只昆虫漂浮在装着酒精的仔细粘贴了标签的玻璃瓶中——它们是克雷菲尔德学会在当地自然保护区监测项目的收藏品。这些保护区是当地生态价值保留地,它们并非原始的野生区域,而是“半自然”的栖息地,比如原来长满野花的干草草甸也是鸟儿、小型哺乳动物和昆虫的栖息地。退休化学家、该学会长期会员Heinz
Schwan曾对数千个陷阱的样本进行称重,他说该学会长期做昆虫丰度记录的一部分原因是机会使然。20世纪70年代末80年代初,地方政府让该学会帮助评估不同的管理策略如何影响昆虫的数量和物种的丰度。

飞虫的死亡看上去是个小事情,但却会带来严重后果。如果人们失去了以叶片为食的害虫的天敌,那么我们可能会遭受更多的农作物灾难。同理,飞虫的大量死亡会对地球上的鸟类造成负效应,因为它们以飞虫为食。在不到30年的时间里,3/4以昆虫为食物的燕子等物种已经从被调查的地方消失了。这一大范围的灾难已经在整个生态系统中引起回响。

该学会会员每过一两年才会对每个地点监测一次,他们每次都在同样的地方设置类似的昆虫陷阱以保证清晰的对比。该项目以20世纪30年代开发该方法的瑞士昆虫学家René
Malaise的名字命名,每个陷阱看上去都像一个漂浮的帐篷。陷阱底部铺着黑色网眼织物,上面扣着一个白色的帆布帐篷,在最顶部是一个收纳容器——有一个开口对着一个酒精罐的塑料罐子。困在帆布帐篷里的昆虫会飞到罐子中,那里的酒精蒸汽让它们迷醉,然后它们会掉落到酒精中。陷阱主要收集距离地面1米左右飞行的物种。对于那些担心这样做可能减少昆虫数量的人来说,Sorg记录称,每个陷阱每天仅能捕捉几克昆虫,相当于一只鼩鼱一天的饮食。

Sorg表示,学会成员挽救了所有这些样本,因为即便在20世纪80年代,他们也已经意识到每一个昆虫样本都代表了有趣的昆虫种群的简单印象。“我们觉得它令人着迷,尽管在1982年,‘生物多样性’一词几乎还不存在。”他说。除了昆虫生物数量整体明显下降之外,数据还指向了几乎无人记录的那些被忽视的昆虫种群的数量减少。

在克雷菲尔德昆虫学会数据中,食蚜蝇(经常被误认为蜜蜂的一种重要的授粉昆虫)数量显著下降。1989年,该学会的一个陷阱中收集到17291只食蚜蝇,它们包括143个物种。而2014年在同一个陷阱处,他们仅收集到了来自104个物种的2737个样本。

从该学会2013年首次进行分析以来,它们每年都设置了更多的陷阱。学会会员与若干所大学的研究人员合作,正在寻找与天气、植被变化和其他因素相关的因子。目前,尚未出现明显导致昆虫数量减少的原因。即便在植被物种多样化和植被量均得到改善的地方也是如此,Sorg说,“昆虫数量依然在减少。”

德国研究人员希望建设一系列自动化感应器,在模式识别和DNA及化学分析的帮助下,监测植物、动物和真菌的数量以及生物多样性。

这些保护地周围土地使用的变化可能起了一定作用。“我们已经丢失了大量的栖息地,这肯定会对物种数量带来影响。”Goulson说,“如果我们把所有的半自然栖息地变成小麦地和玉米地,那么那些地里实际上将不会有任何生命。”

随着耕地扩张、草甸消失,留下的相互隔绝的栖息地支撑的物种就会越来越少。在牧草地施肥使草比昆虫喜欢的各种野花生长得更加茂盛。经济发展使城市取代乡村,街道和建筑的光污染让夜间活动的昆虫误入其中,扰乱了它们的交配和繁衍。

已经导致蜜蜂数量显著下降的烟碱类杀虫剂农药是另一个主要的罪魁祸首。这种农药在上世纪80年代被引入,它们已经成为世界上最广泛使用的杀虫剂,一开始它们被认为是良性的,因为它们经常被直接应用于种子,而非喷洒。但因为它们是可溶解于水的,因此在田野中并非是在被施用的地方静止不动。尽管一开始的研究表明,溶解后的农药水平并不足以直接杀死蜜蜂,但此后的研究表明,它的确会影响蜜蜂的导航和交流能力。研究人员在野外独居蜂和大黄蜂中发现了类似的效应。

目前,关于这些化学物质对其他物种影响的了解仍然不多,但对寄生蜂的新研究表明,其影响可能很严重。寄生蜂可能在生态系统中扮演着许多角色,如传粉者、其他昆虫的捕食者和更大型动物的猎物等。

但没有人证明杀虫剂对物种下降存在影响。“没有关于杀虫剂水平的资料,在自然保护区尤其如此。”Sorg说。他表示,该学会曾设法了解保护区附近的耕地中使用的是哪些种类的杀虫剂,但这存在很大困难。“我们完全不知道克雷菲尔德数据背后的驱动因素是什么。”Goulson说,“这不是一项实验,而是对这一大规模显著下降的观察。数据本身是强有力的。然而了解它并知道如何应对却很困难。”

正如干净的挡风玻璃板显示的那样,对德国食蚜蝇、飞蛾和大黄蜂造成困扰的因素很可能也在世界其他地方产生影响。从1968年开始,英国哈普敦农业研究中心洛桑试验站运行了吸捕带——指向天空的12米长的吸捕管。这些吸捕带被设置在田间检测农业害虫,可以捕捉在其上空经过的各种昆虫;它们就像“非常有效的上下颠倒的胡佛吸尘器,不断对迁徙昆虫的样本进行抽样”。带领洛桑试验站昆虫研究项目的James
Bell说。

在1970年到2002年间,英国南部这些陷阱中捕捉到的生物量并没有明显变化。然而,同期苏格兰南部的捕获量却减少了2/3。Bell指出,整体看,苏格兰在实验之初的昆虫数量实际上高得多。他说,经过战后剧烈的农业变革和土地使用,可能到1970年时,“英格兰南部昆虫的数量已经下降了很多”。

英格兰南部的稳定捕集量一部分原因可能是诸如蚜虫等害虫水平的稳定性,这些害虫的数量会因为其捕食者数量的减少而壮大。这样的害虫物种能够利用各种环境,迁徙很远的距离,而且每年会繁殖许多次。一些害虫甚至还会受益于杀虫剂,因为它们繁衍得非常快,足以产生抵抗力,而其捕食者数量却同时在减少。“所以很多昆虫也能很好地适应这样的环境,但人类喜爱的昆虫则不能适应。”Black说。

此外,还有更多物种可能正在感受到昆虫减少带来的效应。在北美和欧洲,以飞行昆虫为食的鸟类,如云雀、麻雀、燕子的数量都在显著下降。Nocera说,栖息地丢失可能产生了一定作用,“但把它们联系在一起的更加明显的因素是它们的食物”。

Sorg说,爱德华:威尔森所说的“让世界运行的小生命”值得关注。“我们不可能消灭全部的昆虫,那不合理。脊椎动物会首先灭绝。但我们会给生物多样性造成巨大破坏,这样的破坏会给人类带来伤害。”

《中国科学报》 (2017-05-23 第3版 国际)

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