布设捕捉害虫的“天网” 捍卫粮食安全（开卷知新）
发布时间：2024-04-29 10:34:38 来源: sp20240429
山东蓬莱北隍城岛俯瞰。
多频全极化雷达。 以上图片由中国农业科学院植物保护研究所提供
2018年底到2019年初，草地贪夜蛾入侵我国。作为一种危害全球的农业害虫，它们一路迁徙，对我国农业生产和粮食安全构成严峻考验。
好在，借助重大迁飞害虫监测和防控体系，我国科学家及时关注和研判害虫迁飞路线，并作出预案。
中国农业科学院植物保护研究所迁飞害虫研究团队在我国西南边境提前进行布防，多个试验站建立起来，大量高空探照灯一路布设，连成一张大网。2019年初，科研人员完成了入侵我国的草地贪夜蛾的基因测序，确定了它们的类型、主要危害对象，同时也找到了精准防治的生物药剂和化学药剂。
除了边境防控，天地空一体化的监控网络全天候监测迁飞情况，使草地贪夜蛾被牢牢控制在迁飞过渡区以南，没有在我国黄淮海夏玉米和北方春玉米两大主产区造成大的危害。
随着科技进步，我们正在拥有更多“虫口夺粮”利器。过去几十年间，我国建立起一整套全球最庞大、最复杂、科技含量最高的植物保护系统，从陆地到海洋，从地上到天空，宛如一张“防虫天网”，保卫着我们的劳动成果。
迁飞性害虫为害甚巨
虫害对农业生产和粮食安全造成重大威胁。人类漫长的农耕史，也是一场人类和虫害斗争的历史。检搜史书，可以找到太多诸如“蝗虫过境，寸草不生”的记录。
危害大田作物的农业害虫，很多都具有迁飞的特点，蝗虫就是最典型的迁飞性害虫。据联合国粮农组织统计，在世界范围内，农作物病虫害造成的产量损失在37%左右，这其中有很大一部分是迁飞性害虫造成的。迁飞性害虫会随着季风一起迁徙，有的迁飞数百公里，有的跨越大陆，飞过海洋，迁飞距离可达数千公里，在陌生而遥远的地方突然暴发，对迁入地农业生产造成巨大威胁，是导致作物病虫害大流行的重要原因。
昆虫为什么要迁飞？这其实是一种生存策略。简单来说，当一个地方食物开始匮乏，昆虫就会集体迁飞，开拓新的食物来源。以2019—2020年危害全球农业的沙漠蝗虫为例，它们最初从非洲出发，一路迁飞到两河流域、南亚等地，数量庞大，速度很快，为害甚巨。来自联合国粮农组织的监测数据显示，每平方公里中迁飞的沙漠蝗虫，一天就可以吃掉3.5万人的口粮。
我国是农业大国，也是迁飞昆虫影响的重点区域，尤其是我国东部，处在东亚昆虫迁飞场中，这是在东亚季风等多种因素共同影响下形成的一个巨大迁飞场。我国公布的10种一类农作物害虫中，就有8种具有迁飞习性。国家统计局数据显示，“十三五”期间，迁飞性害虫及其传播的作物病害，在我国年均发生15亿亩次以上，每年潜在粮食损失超过800亿斤。
从人工标记到海上航捕
昆虫的体积通常很小，而且绝大部分习惯于夜间迁飞、白天休息，这种昼伏夜出的习性，使得人类很难直接观测到迁飞现象。那么，科学家是怎么知道和认识昆虫迁飞现象的呢？
在我国，相关领域研究可追溯至20世纪60年代。最初，科学家们在不同区域发现了类似的病虫害现象，猜想害虫可能像候鸟一样迁飞。为了证实这一猜想，中国农科院植保所牵头组建了协作组，以当时危害严重的黏虫为研究对象。这一工作持续了3年，在我国东部8省份，捕捉、标记并释放了200万头黏虫，并先后在远离释放地的地方回收到12头标本。这项研究首次证实了黏虫是一种迁飞性害虫，它们南北往返，接力式迁飞，直线飞行距离可达600到1400公里。
20世纪80年代针对棉铃虫的研究，成为迁飞性害虫研究和防治的典型案例。当时，棉铃虫在我国黄河流域、长江流域暴发成灾，面积之大、为害之重历史罕见。奇怪的是，虫灾在南北不同地方同时暴发，但在同一地方每年发生的情况又有所不同。科学家们猜想，这种差异可能是迁飞造成的。为此，科学家们提出了一个“棉铃虫兼性迁飞”的假说。
为证实这一假说，科学家们首先根据暴发地分布，推测棉铃虫迁飞路线，然后再去实地验证，看能否捕到昆虫。在这条推测路线中，渤海湾是一个重要通道，每年从华北往东北迁飞的昆虫，很可能在这里跨越大海。为此，1996—1997年，科研人员14次乘坐客轮，在海上捕捉昆虫。
这场艰辛漫长的跨海捕虫之旅证明，之前的预测是准确的，14次航捕中，科学家们发现21种跨海迁飞的昆虫，并首次证实棉铃虫具有长途迁飞的能力。
全天候监测为防治提供支持
发现了昆虫迁飞规律和迁飞通道，意味着可以把虫害防治关口前移，在迁飞途中甚至在迁出地进行更大力度防治，尽可能减少迁飞种群数量，将迁飞昆虫危害降到最低。
而要做到这一切，当时的科研能力远远不够，还需要长期观测和深入研究。为此，科学家们反复寻找，在渤海湾中找到一个没有农业生产的小岛——北隍城岛。北隍城岛隶属于山东蓬莱长岛，面积2.7平方公里，岛上有两个村庄，人们以渔业为生，不进行农业生产，这意味着岛上不会有本地的农业害虫，凡是在岛上发现的农业害虫，都是迁飞过境的，这是一个绝佳的研究地点。
科研人员2002年上岛，在岛上安置高空探照灯，这种设备可以在夜晚诱捕大量趋光昆虫。随后，一部车载昆虫雷达被运送到岛上，安置在一座小山的山顶，这是我国制造的第二部昆虫雷达，可以在夜空中监测到人类肉眼看不到的昆虫。
现在看起来，这部车载昆虫雷达并不算先进，它无法准确识别昆虫的种类，只能捕捉动态画面，然后由科研人员将雷达成像拍摄下来，寄回北京进行对比识别。科研人员住在渔民家里，晚上监测和诱捕昆虫，白天解剖昆虫，研究昆虫迁飞过程中的特点和习性，每日不辍，积累了大量研究数据和素材。
后来，科学家们在北隍城岛建起了一座监测和研究迁飞昆虫的试验站，命名为长岛试验站。在这里，科学家们针对多种迁飞昆虫进行长时间的监测和研究，并研发出多种监测预警和防治方法。
实施“三区四带”布防措施
探明昆虫的迁飞规律、迁飞通道等特点，虫害防治就变得更加高效。比如，在迁出地加大防治力度，能减少昆虫迁出数量，这样它们在迁入地造成的危害就会降低，或可维持在可控范围内。针对棉铃虫的防治就是其中的典型。在探明渤海湾迁飞通道后，科学家们进一步了解了棉铃虫迁飞路线，它们每年5—6月从华北平原起飞，一路翻山跨海到达东北平原，在9—10月又从东北平原回到华北平原。可见，华北平原是重要的防治地，科学家们在这里种植抗虫棉，减少棉铃虫数量，迁出的棉铃虫少了，迁入的自然也就少了。
再如，在昆虫迁飞途中进行拦截，也可有效降低虫群数量。昆虫拦截方法有很多，迁飞高峰期，一盏高空探照灯一个晚上可以诱捕成千上万的昆虫。地面灯诱设备、性诱设备等，也可用来协同拦截迁飞昆虫。
长岛试验站这样的工作各地都在进行。基于防控工作的需要，农业农村部实施了“三区四带”布防措施。所谓“三区”，指主要位于西南华南的周年繁殖区、主要位于长江流域的迁飞过渡区以及主要位于黄淮海及北方的重点防范区。三个区域特点不同，采取的防治措施也不同。所谓“四带”，即边境防线、长江防线、黄河防线、长城防线四大防线。每一条防线上，都有无数试验站、昆虫雷达、高空探照灯、地面诱捕设施等，根据田间情况及时开展应急防治工作。
目前，我国各地农业部门、农业科研单位、农业院校等都在不断推进农业迁飞害虫的监测预警。这张全方位监测预警的“防虫天网”威力还在不断强化，比如，今天的昆虫雷达更加先进，可以实时监测昆虫迁飞情况，包括识别昆虫种类、监测迁飞数量等。在全国任何地点发现迁飞昆虫，都可以在最短时间内确定迁飞情况并发出预警，开启防治工作。这样的场景正在不断实现。
（作者为中国工程院院士、中国农业科学院院长）
推荐读物
《棉铃虫的研究》：郭予元主编；中国农业出版社出版。
《褐飞虱研究与防治》：程遐年、吴进才、马飞编著；中国农业出版社出版。
《中国农作物病虫害（第三版）》：中国农业科学院植物保护研究所、中国植物保护学会主编；中国农业出版社出版。
版式设计：蔡华伟
《 人民日报 》（ 2023年10月24日 20 版）
(责编：白宇、卫嘉)