蝗蟲,俗稱螞蚱。由于它的身體結構非常精巧,行為神出鬼沒,因而又有“神蟲”之稱?;认x在諸多方面所表現出的獨特“天賦”,甚至成為人類進行仿生學研究的對象。
本領高強
蝗蟲的體長一般為2~8厘米,身體由頭、胸、腹三部分構成。身體表面包著一層堅韌的外殼,叫做外骨骼?;认x頭部前端有一對絲狀觸角,是它的觸覺和嗅覺器官。頭部的下方有咀嚼式口器。
蝗蟲的頭部還有一對大復眼,三個單眼。每個復眼由幾千個小眼構成,用處最大,可以看清物象,辨別色澤,群起群落,一起行動,準確無誤?;认x有趨光習性,更奇特的是,它們的行動也是受著光線支配的。例如,一隊蝗蟲前進時,日光總是從其左側照射過來,倘使用反光鏡讓光線從右側照過來,這隊蝗蟲就會立刻轉向相反的路線前進。
蝗蟲的一對前翅長在中胸的背面,堅韌、狹長,有保護后翅的作用;后胸背面生有一對后翅,透明膜質,柔軟而寬大,適于飛翔,不飛的時候折放在前翅的下面。兩對翅的基部都生長著發達的肌肉?;认x翅上的脈絡像輻射一樣排列,其中的橫向脈絡也是成行的排列,這樣的結構使翅在折疊起來的時候,既不彎曲,也不旋轉,就像扇子一樣自如地打開和收攏。由于具有這一對善于飛翔的翅,所以蝗蟲活動的范圍很大,能夠進行長距離的飛行,可持續1~3天,每小時約飛5~10千米,最遠可達600多千米,甚至也可遠渡重洋,飛到另外一個大陸上。
蝗蟲的三對胸足都很強健。前足和中足適于行走,后足適于跳躍。跳躍的高度是它體長的幾十倍,而且不需要助跑就會產生極高的加速度。因此,現在已經有人研發出蝗蟲仿生機器人。這種機器人由連桿機構實現對蝗蟲腿部的仿生設計,以較小功耗實現跳躍。它可以像蝗蟲一樣跳高、跳遠,非常機動和靈活。
蝗蟲的游泳本領,除了水棲的昆蟲外,在昆蟲中也是少見的。它的幼蟲在三齡時就可以持續游泳7~12小時,五齡時則能持續13~28小時。在蝗蟲大發生時,有人曾看到從長江以北落入江中的蝗蟲游泳到達江南?;认x生命力之強盛,于此可見一斑。
由于蝗蟲發出的“嘎、嘎”聲既單調又乏味,而且音質粗糙,音量也不夠大,因此往往會被人所忽視。事實上,蝗蟲的每條后腿內側都有一系列的音齒。每個翅的外側都長有一條粗糙而又高起的翅脈,稱為音銼。當蝗蟲想要“說話”時,它就讓后腿交替著快速抬起又落下,用腿上的音齒彈撥和摩擦翅上的音銼,這樣就會發出聲音了。雄蝗蟲的鳴聲不但能夠吸引雌蝗蟲前來相會,而且還具有召喚同伴的作用。當蝗蟲大發生時,它們就是通過這種鳴聲作為信號來集結和遷徙的。
蝗蟲的一對大顎鋒利無比,如鑿如鋸,啃起草葉“沙沙”有聲,特別嗜食蘆葦、水稻或玉米等各種莊稼的葉,但卻不太喜歡吃棉花。曾經發生過這樣一件有趣的事,大批蝗蟲飛到棉花叢中,因為嗜草成癖,把株間雜草全部吃去,棉花依然無恙,蝗蟲好似在替人鋤草?!叭f惡”的蝗蟲,竟然做出如此好事,真是一個奇談。
蝗蟲的食量很大。在第一齡時,每天的食量是體重的10倍,四齡時則為體重的20倍。饑餓時,它們也吃動物性食物,甚至同伴的尸體都要啃食,其他物品凡可果腹填饑的都在噬食范圍之內。
蝗災夢魘
雖然“神蟲”的生活是如此的豐富多彩,但是,提到蝗蟲,人們首先想到的還是它給人類帶來的巨大災難。
蝗災自古以來就是人類的夢魘。中外歷史上,有過無數次蝗蟲肆虐成災,人民流離失所、餓殍遍野的慘痛記錄?;葹挠绊懼澜?/10人口的生計。全世界約有1/3的大陸、近100個國家和地區不同程度地受到蝗災威脅,其中尤以非洲和亞洲的一些國家發生得最為頻繁,危害也最嚴重。1889年,紅海附近發生蝗災,大群蝗蟲飛行時猶如一大片有生命的烏云,擋住了陽光,使大地一片昏暗。據估計,這群蝗蟲總共有2500億只,總重量達55萬噸,需要用1萬多節火車皮才能裝下!
中國最早的蝗災記載見于公元前707年的《春秋三傳》。從那時起到新中國成立的2600多年中,有史籍記載的蝗災發生過近千次,以至于在史書中把“蝗災、水災、旱災”并稱為三大自然災害。“飛蝗蔽天,赤地千里,禾草皆光,餓殍枕道,人饑相食”,蝗災慘狀不勝枚舉。
2000年前后,“蝗災”這個似已遠去的場景再次出現在人們眼前。涉及津、冀、晉、遼、吉、蘇、皖、魯、豫、瓊、川、藏、陜、新14個省區市數百萬公頃的莊稼和草場被毀。據報道,嚴重的地方每平方米蟲量多達2000--4000頭,一腳下去就能踩死24頭蝗蟲。
蝗蟲(隸屬于蝗總科的種類)為世界性分布,已知大約有1萬余種,其中可以造成災害的有300多種。我國已知有近900余種,其中約60余種可對農、林、牧業造成不同程度的危害,例如,愛吃稻葉的稻蝗(油螞蚱)、愛吃甘蔗的蔗蝗(斑角蝗)、有害竹林的竹蝗和喜歡吃棉花嫩葉的棉蝗(綠蚱蜢)等等。在這些蝗蟲中,飛蝗的危害最重,尤其是被老百姓形象地稱為“關公臉、黑背、紅馬褂”的東亞飛蝗,所以平時所說的蝗蟲指的都是它。
散居與群居
同樣是蝗蟲,有些年頭,它們分散而居,對農業形不成大害;而有的年頭,它們就會聚集在一起遷飛,四處為害。這是為什么呢?原來,如果在某一年,一定單位面積內的蝗蟲數量較少,食物豐富,它們就形成散居型,不再遷飛覓食。而在另一年,一定單位面積內的蝗蟲數量特別多,食物不足,它們就會在體內產生特殊的生理反應(此時的蝗蟲比處于平靜獨處狀態的蝗蟲,其體內的5一羥色胺水平要高出近3倍),從而產生集群的要求,形成群居型的蝗蟲群。
群居型蝗蟲為黃褐色。前胸背板不太隆起,兩側有明顯的黑色帶紋。前翅長度和后胸足長度的比例大于2,有成群遷飛的習性,居于河灘草原地帶;散居型蝗蟲為青綠色或灰色,前胸背板隆起有似屋脊,兩側黑色帶紋不明顯。前翅長度和后胸足長度的比例常小于2,不成群,不遷飛,像一般蚱蜢,散居于丘陵草地上。
由于無論是從外形還是行為習性上,散居和群居的蝗蟲都是截然不同的,過去科學家不明白蝗蟲這種生態習性上的變化,一直以為它們是兩個不同的物種,因而把群居型定名為飛蝗,而把散居型定名為赤足蝗。直到1921年,蘇聯昆蟲學家伊凡諾夫才首先揭穿了這個秘密。這個發現不僅辨明了蝗蟲種類和習性方面的問題,而且還改變了人們頭腦中對于蝗蟲大發生的神秘感。
旱極而蝗
散居的蝗蟲危害性并不大,甚至平常見到人就會逃掉,又是什么原因讓這種“害羞”的小昆蟲變得如此具有攻擊性呢?
在我國古代一直就有“旱極而蝗”、“久旱必有蝗”的說法,說明蝗災往往和旱災相伴相生。春季氣候回暖早,夏季炎熱,暖冬現象等,都會使蝗蟲越冬卵死亡率降低,蝗災發生期提早。但是,蝗災的爆發除了與氣候異常有關外,其發生地生態環境的人為破壞,更是導致蝗災的重要根源。水利工程不當、草場管理不善、過度放牧、草場退化以及人類不適宜地利用土地資源等活動均有利于蝗蟲的發生。例如,由于歷代破壞森林所造成的水土流失和泥沙淤積極為嚴重,黃河中下游地區在大水泛濫后就經常發生嚴重的旱災,在沿湖、濱海、河泛、內澇地區出現許多大面積的荒灘,這樣就直接形成了適于蝗蟲發生并猖獗的自然地理條件。
蝗蟲必須在裸露的土地上產卵,如果沒有裸露的土地就無法繁衍它們的后代。植被的破壞則為蝗蟲的繁衍提供了條件。近年來,隨著經濟的發展,各種產業的開發,很多樹木被亂砍濫伐,水土流失加重,裸露的土地越多,蝗蟲繁殖的場所也越廣。有些地方的水庫干涸后,由于綠化和防治措施沒有跟上,居然成了“螞蚱窩”,每年要施放數十噸農藥才能控制蝗情。
蝗蟲是自然生態系統中的一員,作為植物的消費者在生態系統的能流與物質循環過程中發揮著重要的作用,與其他物種一起相互制約發展,維護生態平衡。在一個穩定的生態系統中,蝗蟲只是“本分”地取食,與人類相安無事。因為,除了由食物鏈中的天敵控制外,植物多樣性增加了蝗蟲尋找食物的時間;植物的高蓋度減少了其產卵的場所;春季殘草對新芽具有保護屏蔽效應,減少了蝗蟲取食新芽的機會。但是,環境的破壞使蝗蟲的天敵因無處藏身而減少;地面裸露增加了蝗蟲產卵場所;殘草減少增加了蝗蟲取食新芽的機會,從而造成蝗蟲種群的大爆發。
掃“蝗”有方
自有農事耕作以來,人類就在與蝗蟲進行著不斷的“斗爭”。我國古代首次記載的官方組織治蝗是在公元2年,《漢書·平帝紀》言:“遣使者捕蝗,詔捕蝗詣吏,以石斗受錢”。
古人曾用火燒和填埋相結合的方法對付蝗蟲,但收效甚微。那時,要想控制這些四處游蕩的“神蟲”幾乎是不可能的。因此,很多封建帝王只有迷信鬼神,在蝗災頻繁發生的地方設“蝗神廟”祭祀。不過,唐朝開元年間發生蝗災后,唐明皇力排眾議,采用堅決捕打的措施,當年打死的蝗蟲重約2萬余擔,保住了農業豐收。直到今天,捕捉仍然不失為一種控制蝗蟲的方法。人們甚至還可以巧妙地利用聲音來達到目的,那就是用錄音機收錄蝗蟲雌雄交尾時的鳴聲,而后在蝗蟲盛發季節播送,雌蝗蟲以為“情人”在哼浪漫的“小夜曲”,會紛至沓來“幽會”,結果誤入人們事先布置好的天羅地網。
事實上,人類現在已經掌握了生態控制、生物防治和化學防治等很多控制蝗災的科學方法,使它們不能再為所欲為了。
化學防治主要是針對高密度蝗蟲而采取的一種應急措施,常規的方法是靠地面噴灑或飛機噴灑農藥殺死蝗蟲,特別是蝗蝻?;闰锱c蝗蟲成蟲最大的區別在于翅未夠長度,不會飛,只能跳來跳去,此時進行化學防治效果最佳。目前已有一種造價低、安全性能好的超低空遙控直升機問世,農田作業每小時可噴藥300畝。這一方法見效快,尤其是在蝗蟲大發生的時候,幾乎是惟一有效的辦法了。但化學防治會給土地、周邊水源甚至人類自身帶來污染和危害,并且有可能將蝗蟲的天敵也一并殺死,對自然環境造成破壞。因此,這種防治方式只能應一時之需,不能保證徹底地實現蝗區改造。
生態控制和生物防治才是治本的措施。生態控制是通過改變蝗蟲孳生的環境來控制蝗蟲的繁衍和發育,在國外早已采用種植如榴蓮、苜蓿等蝗蟲不易咬食的植物來實現這一過程。近年來,我國也開始積極采用生態控制的方法。例如,山東黃河口地區通過工程措施,以深溝條田的形式開發荒堿地,然后進行植被結構調整,引進種植五七香花槐、四倍體速生槐、三倍體速生楊等一些蝗蟲不喜食的樹種,減少蝗蟲發生面積。在河北,由于蝗蟲的主要發生地是在位置比較高的荒地,因此大量種植了一些蝗蟲不易吃的棉花、豆科類植物等,使自然條件發生改變,蝗區的面積也大大縮減。
生物防治則應用蝗蟲的天敵以及生物制劑來防治蝗蟲?;认x的天敵很多,蝗蟲卵期的天敵主要有斑蕪菁、豆芫菁、步行蟲、虎甲、金龜子、蜘蛛、螞蟻以及蜂虻的幼蟲等,還有寄生于蝗蟲卵、中的多種黑卵蜂、擬麻蠅、線蟲等。蝗蝻和成蟲的天敵有蜘蛛、蛙、蛇、蜥蜴以及許多鳥、獸等,它們對控制蝗蟲的數量具有重要作用。在北方,不少地方采取牧鴨、牧雞等方式消滅蝗蟲,也已經收到了良好效果。粉紅椋鳥也是生物滅蝗的主力軍。它是一種野生的候鳥,每年5月中、下旬從南亞遷到新疆草原繁殖,其遷飛來的時間與蝗蟲的孵化期幾乎同時。它一般可在距巢區5~8千米的范圍內捕食,每只成鳥每次可銜5-10頭蝗蟲飼喂雛鳥。1991年,塔城沙孜地區近40萬畝草場發生蝗災,每平方米蟲口密度達40~80頭,吸引了10余萬只粉紅椋鳥在此棲息繁殖,經過40天的捕食,便使該區域內蟲口密度下降至每平方米不足1頭。
微孢子蟲治蝗法也得到了越來越多的采用。它是一種專門寄生在蝗蟲體內的肉眼看不到的單細胞生物,每一毫升中就有1000億只?;认x在吃下這種微孢子蟲后,在2~3周內就開始發病,行動遲緩,飛翔能力下降,直至最后死亡。這種方法不會對環境造成任何污染。此外,利用綠僵菌及其配套技術控制蝗蟲的綜合效果也很好,盡管這種真菌不能像化學殺蟲劑那樣迅速殺死害蟲,但真菌的效力持續時間長久,能夠在一段時間內保持殺傷力,能在4~10天內殺死蝗蟲,但不傷害其他昆蟲、植物和人畜,因此是一項可持續,低耗的蝗蟲治理新技術,可成為一種更廉價和更安全的農藥殺蟲劑替代品。
從化學防治到生物防治,是人們治理蝗災之路上的重大變化,在對蝗蟲滋生區開展改水、改造植被、改造土壤、改善小氣候的同時,還要實行植物保護、生物保護、資源保護和環境保護四結合,特別是要確保生物的多樣性,保護好蝗蟲的天敵。因此,治蝗的過程也是生態治理的過程?;认x被徹底控制之時,也將是我國許多地方生態環境得到改善之日。