一場失約的季風，讓隨風遷飛的害蟲遭遇了前所未有的“困境”，不得不在寒冷的秋冬季，滯留在缺乏食物的地方，就像陷入了一個巨大的“生態(tài)陷阱”。
近日，南京農(nóng)業(yè)大學教授胡高團隊與全國病蟲測報體系合作，發(fā)現(xiàn)全球氣候變化背景下，東亞夏季風撤退時間推遲，導致農(nóng)業(yè)重大遷飛害蟲稻縱卷葉螟，在夏末秋初，原本應該南下的季節(jié)，大量遷入缺乏食物的長江下游地區(qū)。研究成果發(fā)表于《美國科學院院報》。
這只是全球氣候劇變的一個小小的體現(xiàn)。究竟是好事還是壞事，結(jié)果尚未可知。
胡高和團隊科研人員在田間調(diào)查蟲情。受訪者供圖
東亞遷飛場，一個巨大的昆蟲圈
如同候鳥的南渡北歸，昆蟲也會隨著季節(jié)的變化，不斷遷飛到更加適合生存的地方。這是昆蟲在漫長的進化中，躲避不良生存環(huán)境，開拓新資源的適應性對策。和候鳥遷飛不同，昆蟲更小，所以人類對昆蟲遷飛的認識，遠遠晚于候鳥的遷飛。
但隨著觀測和監(jiān)控技術的進步，人們越來越明顯地發(fā)現(xiàn)，昆蟲遷飛的規(guī)模，有時候遠比候鳥更大。有研究發(fā)現(xiàn)，在英國南部，每年約3.5萬億頭昆蟲飛過，其生物量約3200噸，相當于2.2萬頭馴鹿在天上飛。在我國東部地區(qū)，每年則有9.3萬億頭昆蟲，在夜間悄然飛過東西600公里寬的截面，總質(zhì)量約有1.5萬噸。
昆蟲的遷飛遍布全球，或者說，世界就是一個巨大的昆蟲遷飛場，有的昆蟲可以遷飛數(shù)千公里。
在遷飛場中，會有一些相對固定的昆蟲種類，按照相對固定的路線和時間線，周而復始地往返遷飛，如東亞遷飛場、北美遷飛場、北非-歐洲遷飛場、澳大利亞遷飛場等。而我國大部分農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，都處在東亞遷飛場之內(nèi)。“昆蟲個體小，飛行能力弱，其大規(guī)模的遠距離遷飛必然依賴于空中高速氣流來完成。因此，我們將昆蟲遷飛稱之為風載遷飛。季風活動是昆蟲遷飛的重要助力，在東亞遷飛場內(nèi)，春夏季，在夏季風系統(tǒng)控制下，西南氣流由南向北不斷發(fā)展，昆蟲大規(guī)模向北遷飛，到秋季，季風開始撤退，昆蟲也隨之能夠順利向南回遷?！焙哒f。
遷飛是昆蟲的生存策略，但對人類來說，卻是導致害蟲跨區(qū)域突發(fā)和作物病蟲害大流行的重要原因之一。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，“十三五”期間，遷飛性害蟲及其傳播的作物病害，在我國年均發(fā)生15億畝次以上，每年潛在糧食損失超過800億斤。同時，我國公布的11種一類農(nóng)作物害蟲中，有8種是遷飛害蟲，包括水稻的兩遷害蟲，稻飛虱和稻縱卷葉螟。
稻縱卷葉螟，世代接力的遷飛路
稻縱卷葉螟是一種成蟲普遍不到1厘米的黃褐色蛾子，普通人很難關注到這種細小的飛蟲，但它幾乎是所有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、植保研究者和從業(yè)者最重要的敵人，位列水稻兩大“遷飛害蟲”。據(jù)全國農(nóng)技中心統(tǒng)計，我國稻縱卷葉螟常年發(fā)生面積約1600萬公頃，防治面積約2100萬公頃，即便防治后，仍會造成440萬噸產(chǎn)量的損失。
稻縱卷葉螟成蟲。受訪者供圖
每年春夏之交，西南季風吹起的時候，棲息在中南半島上的稻縱卷葉螟，就會隨著季風，遷徙到我國華南地區(qū)，在這里停留、覓食、繁殖。胡高介紹，“稻縱卷葉螟的成蟲對作物危害不大，僅吸食一些花蜜，但其幼蟲會取食作物的葉肉，尤其喜歡鮮嫩的水稻葉片?！?/p>
在華南地區(qū)，稻縱卷葉螟會停留一兩個月，數(shù)量在四五月份達到高峰。到五六月份，新成長的成蟲會隨著季風繼續(xù)往北遷飛，一直遷飛到長江流域，至七八月份達到高峰。一部分會渡過汪洋大海，到達日本、朝鮮等地，還有一少部分會遷飛到我國北方，最遠可到吉林、遼寧，乃至黑龍江南部，但到達東北的數(shù)量較少，很難形成大規(guī)模的蟲害。
8月以后，隨著季風的變幻，以及長江中下游水稻的日漸成熟，這里已經(jīng)不再是適宜稻縱卷葉螟的覓食地了，它們會隨著季風南返，一直回到中南半島越冬。胡高介紹，“我國只有很少的地區(qū)適合稻縱卷葉螟越冬，大部分稻縱卷葉螟會回到最初的出發(fā)地?！?/p>
這場歷時近一年的遷飛，并不是由一代稻縱卷葉螟完成。胡高介紹，“昆蟲的壽命比較短，所以會在遷飛中完成世代更替，一次完整的遷飛輪回，可能需要很多代才能完成?！?/p>
東北風爽約，昆蟲被迫改變行程
不只是稻縱卷葉螟，大部分遷飛的昆蟲，都依賴于季風的力量，而在過去漫長的歷史中，季風幾乎一直保持著穩(wěn)定，這也是遷飛場形成的主要原因。一直到全球氣候變化開始顯著影響季風的規(guī)律為止。
從讀研究生開始，胡高就一直關注氣候變化和昆蟲遷飛之間的關系，工作之后，也一直從事相關的研究。許多年里，胡高和同事追逐著季風，也追逐著季風中遷徙的昆蟲。
變化出現(xiàn)在2021年，當年8月底到9月中旬，長江中下游暴發(fā)嚴重的稻縱卷葉螟危害，胡高和他的同事們，在燈誘設備及田間，發(fā)現(xiàn)了數(shù)量巨大的稻縱卷葉螟。
“這顯然是不正常的?！焙哒f，“按照常規(guī)，八九月份的時候，稻縱卷葉螟已經(jīng)開始南下，而且長江流域的水稻已經(jīng)長大，葉片變硬，不再是合適它們的食物了。”
那么，這些追逐季風的蟲子們，為何要停留在食物匱乏的區(qū)域？何況，錯過季風，它們自身無力遷徙到出發(fā)的地方，而在滯留的長江流域，它們是無法越冬的，或者說，只能在冬季被凍死。
反復地研究和取樣之后，胡高和團隊研究人員得出結(jié)論：不是昆蟲們錯過了季風，而是季風出了問題?！?021年8月下旬到9月上旬，西太平洋副熱帶高壓明顯西伸，強度也較同期明顯偏強。由于長江三角洲長期接近副高北界，由西南風占主，這為稻縱卷葉螟進一步北遷提供了運載氣流?！焙哒f。
本該往南吹的東北風，變成了往北吹的西南風，而隨著季風遷飛的昆蟲，只能改變行程，隨風逐流。這種情況，一直持續(xù)到當年9月9日，受到臺風影響，長江中下游開始刮起強勁的東北風，稻縱卷葉螟才再次隨風南下，但此時，它們的數(shù)量已經(jīng)明顯減少。
遷飛的害蟲，遭遇了“生態(tài)陷阱”
“遷飛昆蟲往往由于降水、下沉氣流和低溫等天氣條件而迫降。”胡高說，“而一旦迫降，對它們來說，可能就會遇到非常難以扭轉(zhuǎn)的困境?！?/p>
從第一次發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的滯留和暴發(fā)之后，類似現(xiàn)象開始變得頻繁，全球氣候變化的影響，在一只蟲子的遷徙路上，體現(xiàn)得越來越明顯。
2024年，胡高團隊和全國病蟲測報體系的合作，開啟了一項針對稻縱卷葉螟遷飛的專門性研究，他們調(diào)取了2000年至2023年，全國31個站點的稻縱卷葉螟系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)以及相關的氣象資料，并進行系統(tǒng)性分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在2012年以前，每年8月下旬以后，隨著東亞夏季風的撤退，開始盛行偏北風，這有利于長江下游以及更北區(qū)域的稻縱卷葉螟向南回遷。
“但近十二年以來，8月中下旬以后，偏南風頻率顯著上升、持續(xù)時間顯著延長，這不僅阻礙了長江下游地區(qū)稻縱卷葉螟向南回遷、導致其滯留本地，還致使大量稻縱卷葉螟在8月下旬至9月上旬期間從更南區(qū)域（湖南、江西等地）遷入該地區(qū)?！焙哒f。
稻縱卷葉螟幼蟲。受訪者供圖
由于此時長江下游地區(qū)水稻開始進入成熟期、水稻植株已不適合稻縱卷葉螟幼蟲取食，同時隨著溫度逐漸下降、滯留成蟲所繁殖的下一代也難以生存和繁衍。胡高說，“長江下游地區(qū)成為滯留本地或后期遷入的稻縱卷葉螟種群的‘生態(tài)陷阱’，陷入這里的稻縱卷葉螟有來無回。”
“近年來，在全球氣候變化背景下，包括稻縱卷葉螟在內(nèi)的重大遷飛性害蟲的災變規(guī)律、重發(fā)時空范圍和暴發(fā)頻次、強度都發(fā)生了重大變化。”本研究的共同作者之一、全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心測報處處長曾娟博士說，“全國測報體系幾十年來不間斷地系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，為探究這些重大變化及變化背后的因素，提供了科學素材，這也是我們能夠發(fā)現(xiàn)稻縱卷葉螟遷飛規(guī)律變化的重要原因之一?！?/p>
害蟲變少了，這是一件好事嗎？
當遷飛的害蟲遭遇“生態(tài)陷阱”，從此有來無回，看起來，這無疑是一件好事，尤其是作為重大害蟲的稻縱卷葉螟，數(shù)量減少無疑對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利。
“我們發(fā)現(xiàn)，每年南遷的稻縱卷葉螟確實在減少，但同時，春天從中南半島遷飛入我國的稻縱卷葉螟卻在增加，其中原因，我們尚未探明，猜測可能和近年來連續(xù)的暖冬有關。”胡高說，“但同時，每年春夏遷入長江流域的卻在變少，這可能和越來越成熟發(fā)達的防控手段有關。”
然而，大自然中的變化，牽一發(fā)而動全身，一種農(nóng)業(yè)害蟲的減少，其影響遠不止害蟲本身和危害農(nóng)作物，更深遠的影響或許還在等待人們發(fā)現(xiàn)。
事實上，即便在稻縱卷葉螟滯留的長江流域，也未必全部都是好事。研究第一作者張詩妍博士介紹，雖然在全球氣候變化背景下，長江下游地區(qū)成為夏末秋初稻縱卷葉螟“生態(tài)陷阱”，顯著影響了其跨區(qū)遷飛鏈條和繼代繁殖環(huán)節(jié)，但由于長江下游地區(qū)依然存在一定規(guī)模的晚熟稻田，成為滯留本地或后期遷入的稻縱卷葉螟種群的集中危害場所，對晚稻生產(chǎn)安全造成了嚴重威脅。
一個新變化的出現(xiàn)，背后有無數(shù)相關聯(lián)的環(huán)節(jié)，全球氣候劇變導致的季風規(guī)律變化，影響的也絕不只有“稻縱卷葉螟”。胡高介紹，“和稻縱卷葉螟同列水稻兩大遷飛害蟲的稻飛虱，主要有兩大類，褐飛虱和白背飛虱。白背飛虱和稻縱卷葉螟的遷飛時間、路線高度重合，它們其實也面臨著同樣的問題?！?/p>
更大的時空范圍內(nèi)，昆蟲遷飛的變化，是否也會帶來更多的影響？比如人類要如何調(diào)整農(nóng)業(yè)害蟲的防治策略？比如它們不能南遷后，是否會進化出適應北方冬季的能力？比如以這些昆蟲為食的昆蟲天敵、鳥類等，又會有怎樣的變化？
“從全球范圍內(nèi)看，已經(jīng)有許多研究表明，全球生物多樣性正不斷下降，昆蟲遷飛規(guī)律的變化，背后是整個生物圈乃至全球環(huán)境的變遷，這是一個無比龐大的命題，需要許許多多人付出更多的努力，去了解，去應對?！焙哒f。
新京報記者 周懷宗
編輯 張樹婧 校對 陳荻雁
