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气候变暖未必迎来“害虫狂欢节”

发布时间:2019-12-27 15:39来源: 未知
中国千年历史上蝗灾发生程度与气候冷暖变化密切有关:蝗灾在冷期的发生量要显著地大于暖期,与过去的观点刚好相反。这说明大尺度全球气候变暖对蝗灾的发生可能是不利的,从而说明气候变暖未必对所有的生物灾害发生都是有利的。
 
  当下正值寒冬,“天气暖和一点儿,温度高一点儿,好让自己安安稳稳过冬”——设身处地为害虫们想想——这是一个可以理解的梦想。按照人们传统的理解,温度增高以后,特别是暖冬,对有害生物越冬是有利的。同时,很多有害昆虫,温度增高以后,发育时间会缩短,发育速度会加快,代数会增加,家族会更为庞大。由此看来,全球变暖时代将是害虫们的“狂欢节”了。目前,科学界占主流的一种观点认为,全球气候变暖可能会有利于有害生物的生长发育,对它们来说是个“利好”消息。
 
  而目前的一个新发现不支持这一观点。科学家发现中国千年历史上蝗灾发生程度与气候冷暖变化密切有关:蝗灾在冷期的发生量要显著地大于暖期,与过去的观点刚好相反。由中国科学院动物研究所所长张知彬研究员和挪威奥斯陆大学教授NilsStenseth等共同得出的这一成果,最先发表在美国科学院院刊《PNAS》上。
 
  作为我国有害生物的典型代表,蝗虫一直以来被生物科学家作为研究气候变化与有害生物关系问题的首要对象。张知彬说,在中国历史上,水灾、旱灾、蝗灾并列为三大自然灾害。而正因为蝗灾的社会历史影响比较大,中国历史上各个朝代对它的记录比较详细,留下了十分宝贵的可以供今人研究的长达1000年的“数据链”。
 
  旱蝗不分家,很多专家已经认识到干旱和蝗灾的发生往往是联系在一起的;同时,涝灾过后也往往有利于蝗灾的发生。而关于温度对蝗灾发生的影响,前人也进行了研究。早在上世纪60年代,中科院院士马世骏通过研究当时几十年的资料,发现温度比较高的条件对于蝗虫发生是有利的。
 
  “但是现在我们得出了一个跟过去相反的观点。”张知彬说,“那就是蝗灾的发生程度和温度负相关,即蝗灾在冷期的发生量要显著地大于暖期。”他们分析了中国官方从公元957年至1956年(1000年的时间尺度)的东亚飞蝗的数量记录,并把它们与以十年为周期的平均气温进行了对比,最终得出这一结论。这说明大尺度全球气候变暖对蝗灾的发生可能是不利的,从而说明气候变暖未必对所有的生物灾害发生都是有利的。
 
  “我们最早也觉得奇怪,为什么和过去的观点相反呢?”张知彬说,他们花费了很长时间去分析其中的原因。通过查阅历史文献,他们注意到中国古气候具有“冷干暖湿”的特点,即在冷期的时候,干旱往往加剧、加重,倾向于更干旱一点;而在暖期的时候,倾向于更湿润一点。从中国近5000年的资料来看,有好几次的冷暖交替过程。既然干旱和蝗灾往往是联系在一起的,那么,温度降低的时候,由于干旱加剧,就会对蝗灾的发生有利。
 
  在历史上,中国的蝗灾主要来源地是河道和湖泊附近的沼泽地。而旱涝,尤其是干旱,已被确认为东亚飞蝗大发生的关键因素。蝗虫的卵依赖潮湿的泥土来发育,干旱使更多的河床或湖滩裸露出来,产生更多适宜蝗虫产卵、发育的环境。同样,洪涝过后也会产生更多的适宜栖息地。
 
  因此,张知彬等认为:温度的负作用和温度的正作用机制不同。温度的正作用就是马世骏院士发现的机制,即从短的时间尺度上来看,温度升高有利于蝗虫的发育、越冬,因而蝗灾多发。而温度的负作用,即从1000年的长尺度来看,温度低的时候,整个自然环境过于干旱,或者旱涝频繁,都对蝗灾的发生有利。
 
  这一成果发表之后,引起了科技界的高度关注和评价。英国《自然》杂志进行了专题报道。《科学》杂志发表专题评论说,这项工作发现旱涝因素与温度交互作用影响了蝗灾的发生,特别是揭示了长时间尺度气候因素的生态效应:气候变暖不利于蝗灾的发生。
 
  “这个发现首要的一点是提出了新的生态学研究观念。”张知彬说,它说明某一因素的生态学效应可能是频率(尺度)依赖。比如这项研究里面的“温度上升”,过去可能单纯认为对蝗灾发生是有益的,或者不利的,但是现在发现它可能既是有利的,又是不利的。而具体的利弊取决于衡量它的时间尺度的大小。
 
  结合当前全球气候变暖的大背景,这项发现的另一个重要意义更值得期待:气候变暖未必对有害生物发生就是有益的。《科学》在评论这一发现的同时,也引用了今年的另一个新成果:英国科学家认为,近期的气候变暖可能是上世纪80年代以来欧洲落叶松毛虫的发生减弱的原因。
 
  同时,这一发现有力证明:长期而系统的观测研究对于生态学研究来说是特别重要的。张知彬说,由于生态因素的作用具有尺度(频率)依赖的特点,“你根据短期的监测结果得出来的结论,可能和根据长期监测资料得出来的结论是相反的。”
 
  这一发现,是过去1000年气候相对比较自然状态下蝗灾发生的规律。“由于人类增加温室气体排放所导致的气候变暖是否还遵循这个规律,还需要进一步研究。”张知彬说,气候变暖对蝗灾发生可能存在两种作用。一种是在短尺度上的直接作用,即气候变暖可能比较有利于蝗虫发生,另一种是大时间尺度上的间接作用,即气候变暖可能通过对旱涝的影响而发挥不利作用。但在当前气候变暖的情况下,我国东亚飞蝗主要分布区没有呈现出变湿的趋势;相反,在黄河、淮河、海河流域出现了持续干旱的现象,这可能是近年来气候变暖背景下我国蝗灾没有减轻、反而有所加重的原因之一。但这种趋势最终如何发展,还要综合考察温度升高影响下的旱涝发生情况对我国蝗灾的影响。