刘文政,郭云峰,刘玉华,于澎湃,苏建功,李 翔
(1.天津市优质农产品开发示范中心,天津 301500;2.天津市农业发展服务中心,天津300061;3.天津市农业生态环境监测与农产品质量检测中心,天津 300190)
东亚飞蝗在新中国成立之前与水灾、旱灾并称为三大自然灾害,历史上大发生时,遮天蔽日,所到之处,禾草一空。新中国成立后,我国对蝗区实行了“改治并举、防治结合”的治蝗方针,基本控制了东亚飞蝗的猖獗发生。
天津素有“九河下梢,十年九涝”之说,雨季集中在每年7—8月,季节分布不均,容易形成水旱灾害。天津市独特的地理环境与植被分布为东亚飞蝗提供了有利的滋生环境,致使东亚飞蝗在天津地区频繁发生。天津市各级政府历来重视东亚飞蝗防控工作,特别是2020年以来天津市委、市政府及市农业主管部门结合国内外形势,分析研判天津市农作物重大病虫害发生态势,要求各级植保部门搞好蝗情监测、及时组织防控演练,严格控制东亚飞蝗危害。
东亚飞蝗具有群居、远距离迁飞、暴食、暴发的习性,是直翅目不完全变态昆虫,一生经历卵、若虫(蝗蝻)、成虫3个阶段。
第一代蝗虫(夏蝗):发生时间为5—7月,7 d左右为1个龄期,共5个龄期。以夏蝗卵在土壤中越夏,在土中发育20 d左右(图1和图2)。
图1 夏蝗发生基本规律
图2 秋蝗发生基本规律
东亚飞蝗是一种喜干旱气候的害虫,夏季干旱、高温、少雨有利于其发生。喜欢在向阳、高岗、地面较硬、植被稀疏、土壤湿度和盐碱度适中的场所产卵。产卵场所土壤适宜含水量为10.0%~20.0%,适宜含盐量为0.09%~1.5%。东亚飞蝗密度较低时为散居型,不迁飞为害。当密度达到10头·m-2以上时,可形成群居型蝗虫,具有远距离迁飞、暴食习性,易造成农作物毁灭性损失。
东亚飞蝗最喜食禾本科作物,尤其喜食芦苇。河泛、湖库、洼甸等芦苇丛生的环境是其最适宜繁衍生息的场所。天津境内分布有北大港水库、七里海湿地、独流减河等蝗区,这些环境内芦苇丛生,非常适合飞蝗繁衍生息,也造就了东亚飞蝗在天津地区常年发生、3~5年大发生的特点。
1.3.1 地形 蝗区大多位于平原下洼或边缘部分,地势相对低洼,有倾斜。如七里海湿地属华北平原东部区域海积冲积平原,地势低洼,平均海拔2 m,坡降小于 1/5 000;北大港水库区内地势平缓,地形单一,由西南向东北微微降低,坡降小于1/10 000。
1.3.2 温度和气候 蝗区日均温度超过25 ℃的天数须在35 d以上,一般日高温均大于30 ℃,即具有明显的夏季特征。冬季出现-10 ℃以下的天数少于15 d,即冬季不过于严寒;春季干旱少雨,多风,蒸发量大。降雨主要集中在7—8月,占全年降雨的65%~75%。
1.3.3 水文 蝗区水文状况可分为地上水和地下水,地上水即季节性的地面积水。蝗区经常间隔若干时间后有一次漫水,漫水时期出现于夏秋季,持续时间不长。七里海湿地属潮白河流域,地处“五河尾闾”。潮白河纵穿七里海,将七里海分隔为东西两海,东海为水库和苇地,西海为苇海。北大港水库于1980年建成,东临渤海湾,北与独流减河共堤,历史上为蓄水洼淀,注入库区的河流主要有大清河、子牙河以及引黄来水。
1.3.4 土壤 蝗区土壤就质地分类而言,有沉积性粘土、冲积性壤土和细砂土,包括富含腐植质的湖积土以及冲积性土类。七里海湿地具有典型的古海岸特征,为典型退海地,土壤主要为盐化潮土、沼泽土、滨海盐土等,质地粘重,透气性差,有机质2%以上。北大港水库东面距渤海湾6 km,由海岸和退海岸成陆的淤泥堆积而成,地表层属亚粘土,上表层有厚约0.2 m的黑色腐殖土,部分地段有夹砂层。
1.3.5 植被 蝗区植被一般由禾本科植物为主的中生及半湿生种类所组成,植被覆盖度一般为75%以下,生态适度最高在15%~30%之间。飞蝗喜欢选择植被覆盖度在50%以下的地方产卵,代表性的植物种类有芦苇、稗草、两栖蓼及蒿类。
内涝洼淀蝗区因含盐量高,生长植物种类少,多生长黄须、蒿类等耐盐碱植物。有水的地方生长芦苇,大部分内涝洼淀蝗区的植被覆盖度为15%~75%。滨湖、河泛蝗区植物种类较多,尤其蝗虫喜食的禾本科杂草种类较多。道路、堤埝植被覆盖度相对较小,松软的洼淀和平地植被覆盖度大。
七里海湿地植物资源比较丰富,据统计,高等植物有39科114属133种,绝大多数为草本植物,特点是常成片生长,分布面积广,最典型的种类是芦苇。北大港水库历史上植被中的挺水植物类型以芦苇和香蒲群落为主,近年来由于蓄水不稳定,湿生和沼生植物种类逐渐减少,碱蓬群落的大量出现,有向盐渍化植物群落发展的趋势。
东亚飞蝗普遍分布于我国东部平原洼地及河流附近的荒滩荒坡,中国生态学家马世骏先生1962年将我国蝗区分为4种主要类型:
1.4.1 滨湖蝗区 有面积较大的湖滩草地,滩地高度各异,植被覆盖度亦有明显差别。主要有山东微山湖,江苏洪泽湖,河北白洋淀,天津宁河七里海等。此外,许多大中型水库已成为蝗区,如天津北大港水库。
1.4.2 沿海蝗区 沿海生有禾本科草类的荒地,几乎都有飞蝗分布。主要有渤海蝗区和黄海蝗区,沿海蝗区一般在海拔3~5 m,距海水10~20 km的地带。渤海蝗区由河北滦河口至山东龙口附近。
1.4.3 内涝蝗区 呈点片分布于我国各地地势低洼、雨水排放不畅,易发生内涝的地区。其中,面积较集中的重要蝗区主要有河北保定、河南开封、山东菏泽和天津青甸洼、大黄堡等,有的蝗区已成为历史。
1.4.4 河泛蝗区 在河流因水位改变或改道而形成的滩地上。主要包括黄河、黄河故道、淮河,以及天津独流减河、潮白新河、永定河等大、中型时令河与废河道。
天津境内4种主要类型蝗区以往均有分布,2002年天津市从汉沽区与唐山市交界处的涧河口到大港区与黄骅市交界处的歧河口初步修建了139 km沿海防潮堤,标志着沿海蝗区与内涝农田蝗区合并,成为蝗区自然变化的最终阶段—内涝洼淀蝗区。
建国初期,东亚飞蝗发生面积约521万hm2,经过贯彻“依靠群众,勤俭治蝗,改治并举,根除蝗害”的治蝗方针,1951—1997年间,全国累计净改造蝗区面积367.8 hm2,现有蝗区县由建国初期天津蝗区经过大面积改造之后,原有蝗区类型、分布及生态环境发生较大变化,大致分为4个阶段:(1)新中国成立初期至1990年,经过垦荒种田、兴修水库、开挖河道等蝗区改造,沿海荒地和内涝农田大大减少,但同时形成了新的滨湖蝗区和河泛蝗区。(2)1990年蝗区改造治理,大部分内涝农田经改造不适合蝗虫发生,如静海区大丰堆镇、宁河区大贾乡等农田蝗区已被彻底改造成农田。(3)21世纪前10年,随着天津市农村渔、林、牧业快速兴起,农村城镇化步伐加快,进一步压缩了蝗区面积。(4)2010—2020年10年间,部分蝗区又发生了小幅变化,如宝坻区潮白新河和蓟运河经河滩改造,蝗区面积缩减了2 533.3 hm2(图3)。
图3 天津市蝗区面积变化趋势
目前天津市蝗区面积为8.066万 hm2,按蝗虫发生级别可分为核心蝗区、一般蝗区和偶发蝗区,按生态类型可分为滨湖蝗区、河泛蝗区和内涝洼淀蝗区(图4和图5)。除东丽区蝗区已全部改造完成,市内其他9个行政区均有蝗区分布。
图4 按照蝗虫发生级别划分蝗区面积
图5 按照生态类型划分蝗区面积
由于南水北调等原因,天津市连续10年入境水总量均在18亿m3以上,其中2018年入境水总量为38.9亿m3。各滨湖、河泛蝗区蓄水量普遍增加,水面扩大,宜蝗区植被覆盖面积减少,夏秋季有长时间的淹水,不再适合蝗虫发生,需重新核定天津市核心蝗区和一般蝗区准确面积。对于不具备起主导作用水文特征的、不适合飞蝗发生繁殖的偶发蝗区,包括北辰区风电产业园等在内的1.031万hm2偶发蝗区,应集中力量在连续2个生育周期内进行查卵、查蝻、查蝗。如确无发现东亚飞蝗踪迹,或前一生育期有发现、后一生育期未发现的,建议将该偶发蝗区降低防控等级,改为潜在蝗区。
水位涨落不定是滨湖蝗区存在的主要原因,历年东亚飞蝗发生面积的大小决定于库区水位高低及升降时期。所以改造七里海、北大港蝗区的重点是稳定库区水位变化,控制湖滩暴露的时间与幅度。利用飞蝗向泛水地活动,并向退水地产卵的习性,6月上旬开始大幅度降低水库库容,诱集夏蝗向湖心地产卵。8月初上游水库利用汛期开展季节性蓄水,使接近孵化的蝗卵窒息死亡,减少秋蝗发生密度。如因下游河道、湖泊防汛需要及鸟类繁殖保护,不便在8月上旬大规模蓄水的,可在9月中旬前后、飞蝗产卵前蓄水,迫使其聚集产卵;亦可在10月中旬将河道上游秋季弃水大规模存蓄,此时蝗卵正处于发育早期,易大量死亡。
地势低洼、雨量集中积水不易排出等自然因素是内涝洼淀蝗区形成的主要原因。如蓟州区青甸洼内涝区近年来兴修洼淀大堤,九横十纵19条大型沟渠及改旱种稻0.2万hm2,使飞蝗发生面积迅速缩小趋向消灭。
天津市北部地区土地面积占全市面积的57%,而水资源总量占全市的80.3%,人均水资源量为全市的2.5倍,除特枯年份外,潮白河、蓟运河均有大量汛期弃水排入渤海。而与之截然相反的是天津西南部夏季干旱少雨,受黑龙港流域上游地下漏斗区影响客水资源严重不足,造成遍布其间的北大港水库、独流减河等季节性较强的芦苇丛生的滨水环境,其水位高低及升降时期与东亚飞蝗孵化生长完全耦合,非常适合飞蝗繁衍生息。
天津市现有大中型水库14座,其中大型水库3座,中型水库11座,蓄水能力分别9.15和2.78亿m3,2018年年末蓄水总量分别为5.15和2.40亿m3。2008年起天津市连续10年出境入海水总量均在10亿m3以上,其中2012年和2018年出境入海水总量分别为40.65和32.59亿m3。因此,将东北部地区的汛期弃水南调,可明显改善西南部水资源条件,对保持天津市农业可持续发展尤为重要。
目前,天津市生活用水、生态补水以国家南水北调的长江水为主,2018年外调引江水11.037亿m3,占天津市地表水源供水57%。若采取中线调水线路,利用潮白河大堤蓄水水位高度,将汛期弃水自流西调至尔王庄引滦泵站群,启动闲置期间的引滦入港泵站,提升明渠来水供北大港水库及周边生态补水,可极大减轻地面沉降等地质环境问题,在稳定北大港库区、独流减河水位,保护湿地和生物多样性的同时,减轻东亚飞蝗的发生危害。
蝗区变化是根本性或临时性取决于被消灭的是何种因素。水文因素在蝗区形成与变化中具有主导作用,但由于次生因素的作用能随时间的积累而增加,到达一定量的积累时亦可改变或代替水文因素的作用。例如在蝗区内进行绿化造林,当郁闭成林后,则蝗区即可发生根本性变化。
植树造林:在蝗区内地势较高处植树造林,地势比较低洼处繁殖芦苇、蒲草,增加植被覆盖度,植被生长繁茂和高大的草地同样不适合飞蝗发生。各地区应充分利用天津市加快林下经济发展的政策,引导社会资金在不宜耕种的东亚飞蝗偶发区和一般蝗区发展果树、种植片林,争取最大限度地覆盖东亚飞蝗偶发蝗区和一般蝗区,尽量向核心蝗区发展林下经济,挤占东亚飞蝗的生存空间。
种植绿肥:2018年开始天津市在生态保护压力大的宁河区和静海区开展轮作休耕制度试点,使生态环境及耕地得以休养生息。应优先支持在核心蝗区周边的农田因时因地制宜种植飞蝗不食的油菜、二月兰等绿肥作物,夏茬作物种植豆科作物,断绝蝗蝻的食物来源,抑制其生长发育,阻断东亚飞蝗扩散渠道的同时,发展农牧业循环经济,为畜牧业发展提供饲草保证。
天敌控蝗:飞蝗卵期天敌有寄生、捕食两类,蝗蝻与成虫的天敌主要为鸟类、蛙类、蜘蛛、蚂蚁、线虫等。在蝗蝻的活动地制造有利于天敌的生态环境,如堆积枯草利于蜘蛛繁殖;夏蝗孵化后随龄期增长逐渐向湖水方向草滩转移,保护好青蛙、蟾蜍等喜好的浅水环境;准确掌握蝗情,在高水位不能淹没的河心、湖心滩地,组织养鸭户集中鸭群消灭蝗蝻于3龄之前。
随着全球化进程加快,新的农作物重大虫害跨洲际危害加剧,提高重大病虫害的生物防治和生态防控力度的同时,积极推进东亚飞蝗可持续治理,确保“飞蝗不起飞成灾,土蝗不扩散危害”。