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城市害蟲發(fā)生和治理的生態(tài)學
作者:  文章來源:  點擊數(shù) 80  更新時間:2009-12-30 11:43:42  文章錄入:admin

     程家安(浙江大學應用昆蟲學研究所,杭州310029)
    
在18世紀初,全世界只有1.7%的人生活在城市和大的城鎮(zhèn)中。18世紀末,隨著工業(yè)革命的出現(xiàn),世界范圍的城市化進程逐漸加快。到1900年,有2.25億人生活在城市里,人口超過50萬的城市有43個。1990年,生活在城市里的人超過28億。人口超過50萬的城市有800個。其中超過100萬的有270人,超過1000萬的有14個。就城市人口所占比例而言,1950年時全世界只 有28%的人生活在城市里。35年后的1985年,城市人口比例上升到42%,目前已達到
50%。其中美國為7.5%,發(fā)達國家為7.3%,欠發(fā)達國家為3.6%。據(jù)估計,到2025年,全世界城市人口比例將達到6.2%[1]、大量的人生活在城市中,無疑會給人們的生活質量和害蟲、疾病及污染的控制造成極大的壓力。
  城市害蟲是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。它們生活在城市環(huán)境中,通過為害貯藏物和建筑物、污染食品和傳播疾病等給人們生活帶來危害。為了提高生活質量,人們必須對這類害蟲進行控制。然而,城市環(huán)境與農、林業(yè)等自然環(huán)境不同,城市害蟲的發(fā)生、發(fā)展也有其自身特點。因此,在制定治理策略前,人們必須對城市害蟲的生物生態(tài)學特性和棲境特點有較詳細的了解。為此,本文就城市化對城市害蟲棲境、生物生態(tài)學和治理策略等方面的影響,作一簡單介紹,供同仁們參考。
  1 中國城市化的歷史回顧
  中國是世界上歷史最為悠久的國家之一。早在公元前1523-1027年,夏朝的統(tǒng)治者就在我國的黃河流域,建立了原始城市社會形式的城市國家。到公元1000年左右,我國就有5%~10% 的人生活在城市里。17世紀,北京與東京、巴黎、倫敦和伊斯坦布爾等四個城市一道,率先 加入了人口超過50萬的城市行列。18世紀,廣州又成了世界上第六個人口突破50萬的城市 
 。1]、18世紀末至19世紀初,在工業(yè)革命的推動下,西方國家經歷了一個快速的城市 化時期。但在此階段及此后相當長的一段時間里,我國因戰(zhàn)亂頻繁,國民經濟遭到嚴重破壞,因此,城市化進程并沒有明顯加快。
  1949年新中國成立后,城市的功能和形式發(fā)生了很大的變化。在計劃經濟模式下,城市化的政策主要著眼于控制大城市的發(fā)展。因此,在這一思想指導下,中國城市化的發(fā)展速度非常緩慢。在1949-1979年的30年間,雖然全國人口由5.42億增加到9.75億,但市鎮(zhèn)人口所占比例只增加了7.3%,由1949年的10.6%增加到1978年的17.9%[2]、自改革開放以來,隨著經濟的發(fā)展,我國城鎮(zhèn)居住、人口不斷增長。到1990年,全國城市數(shù)由1978年的194個增加到467個。城市非農業(yè)人口由8410萬增加到15億,市鎮(zhèn)人口占全國人口的比例增加到264%[3,4]、目前,我國城市數(shù)量達到了666個,其中人口1百萬以上的特大城市32個,人口 50萬 ~100萬的大城市43個,人口20~50萬的中等城市192個,人口20萬以下1萬以上的小城市399 個;市鎮(zhèn)人口占全國人口的比例也增加到了30.4%[5]、需要指出的是,上述市鎮(zhèn)人口僅指常住市鎮(zhèn)的非農戶口和市鎮(zhèn)近郊少量的農村人口,撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)后城鎮(zhèn)所轄的鄉(xiāng)村人口、市鎮(zhèn)中的流動人口和市鎮(zhèn)企業(yè)聘用的臨時人口均沒有統(tǒng)計在內,如果將后面這三類人口統(tǒng)計 在內的話,達到以上標準的城市數(shù)將會更多,市鎮(zhèn)人口占全國人口的比例也會更高。例如,廣州的臨時人口,1990年占了該市人口總數(shù)的38%;在深圳,1991年時臨時人口更占到了人口總數(shù)的63.9%。含鎮(zhèn)轄鄉(xiāng)村人口的市鎮(zhèn)人口占全國總人口的比例1980年為19.4%,1984年為31.9%,1990年為53.3%,1997年則為73.2%[2]、目前,全國有流動人口6000多 萬,主要流向沿海大中城市和內地的省會城市[6]、因此,就實際情況而言,現(xiàn)在中國 城市化的水平應比30.4%的比例要高。隨著經濟的高速發(fā)展和改革工作的進一步深化,戶籍管理、住房購買和土地使用等方面的政策將日益寬松,越來越多的人將遷往城市居住。尤其在我國加入世界貿易組織后,產業(yè)結構的調整將使得15億~2億的農村人口在未來十年內轉移進城。因此,到2020年,我國城市化的水平估計將達到50%。顯然,國家推動農村中心城鎮(zhèn)和區(qū)域性大、中城市建設的計劃,將進一步推動我國城市化的進程,并對城市害蟲的發(fā)生和治理產生深遠的影響。
2 城市化導致的環(huán)境因素的變化
  城市的發(fā)展改變了城內生物和物理環(huán)境,使得氣候、水文、動物群落和植物覆蓋度都發(fā)生了變化。一般來說,城內天氣傾向于陰、雨和低濕。與郊區(qū)相比,城內雨天多10%、陰天多10%、平均風速低25%、夏霧多30%、冬霧多100%以上,相對濕度低6%,同時氣溫比郊區(qū)高3℃[7]、城市化程度的增加顯著增大了人們對河堤和其他水資源管理設施的利用,尤其是大壩和水庫 ,這就為白蟻的繁衍生息提供了良好的環(huán)境條件。住房面積的增加,倉庫、自動售貨機、集裝箱、加工廠、雜貨店、餐館、咖啡廳等生活輔助設施的建立,為害蟲提供了更多的庇護場 所?照{、中央加熱系統(tǒng)的使用,為害蟲的越冬和熱帶、亞熱帶害蟲在高緯度地區(qū)的生存、繁殖提供了必需的發(fā)育溫度。腐朽設施、生活垃圾和廢物堆的增加,為蠅類提供了適宜的生存場所。路邊垃圾為螞蟻、蟑螂、蒼蠅等提供了充足的食物資源。下水道的不足、人工池塘的建立,為水生昆蟲如蠓、蚊等創(chuàng)造了新的棲境。人口密度和寵物飼養(yǎng)數(shù)量的增加,為蚊子、跳蚤等吸血種類的覓食提供了更為便利的條件。人口的頻繁流動,促進了蟑螂等害蟲的分布擴散。另外,路燈、居室燈光的使用,改變了城市環(huán)境內光照的時間和強度,使某些害蟲種類的晝夜時鐘節(jié)律發(fā)生變化,同時年發(fā)生世代數(shù)增加,甚至終年不滯育。
隨著科技和城市化的發(fā)展,城市的規(guī)模、城市的功能格局、所使用的建筑材料、室 內設 施以及周圍環(huán)境條件均會發(fā)生變化。城市的發(fā)展,按其規(guī)模、建筑材料、室內設施、周圍環(huán) 境及城市功能等條件可分為散居型、聚居型、功能型和超級型(見表1)。沿海地區(qū)城市化的發(fā)展,還導致了數(shù)個都市區(qū)首尾相連的巨型多核心的城市區(qū)域結構—都市連綿區(qū)的出現(xiàn),如長江三角洲、珠江三角洲已組成了規(guī)模巨大的都市連錦區(qū)。京津唐和遼中南都市區(qū)具有向都市連綿區(qū)發(fā)展的基礎條件,是處在形成過程中的都市連綿區(qū)[6]、城市昆 蟲所涉及的領域亦由貯藏物害蟲、建筑物害蟲、騷擾昆蟲發(fā)展到包括衛(wèi)生昆蟲、園林昆蟲、檢疫昆蟲、貯藏物昆蟲、結構物昆蟲等在內的多個領域。同時,一些種類的重要性上升,而有些種類的重要性則下降。
表1 不同發(fā)展階段城市的功能形式
規(guī) 模 散居型農村 聚居型小城鎮(zhèn) 功能型中、小城市 超級型 大、特大城市
居住場所單一建筑單一建筑公寓公寓+別墅
建筑材料土、石、木磚、木磚木、磚混框架結構、磚混
分布格局農田、建筑混雜周圍農田功能呈現(xiàn)塊狀功能區(qū)+綠化區(qū)
室內設施竹、木家具木家具木家具+電器電器、地毯、木家具和裝 修
小氣候無調節(jié)電扇部分空調空調+中央加熱系統(tǒng)
功能生活生活為主+少量商業(yè)生活+工商生活、政治 文化和工商業(yè)中心
  3 環(huán)境因素變化對城市害蟲發(fā)生的影響
  城市害蟲的發(fā)生與其在孳生地或蟲源地的發(fā)生動態(tài)、氣候條件和棲息場所等物理因素、中間寄主和天敵等生物因素、以及食物因素等環(huán)境條件有密切的關系。隨著居住條件的改善和人們衛(wèi)生習慣的形成,臭蟲和虱子的發(fā)生呈下降趨勢。據(jù)杭州市衛(wèi)生防疫站報道,1959年城區(qū)居民住宅的臭蟲侵害率為174%,而1987-1988年時已下降到0.15%[8]、然而,冬
季室內加溫、食品豐富度增加和飼養(yǎng)寵物的家庭逐漸增多,致使德國小蠊和跳蚤的為害呈上
升趨 勢。我國北京地區(qū),1995年以前,蟑螂的危害并不嚴重。但近年來隨著城市化的快速發(fā)展和氣候變暖,其危害變得十分猖獗。居室中沙發(fā)、席夢思和地毯等的使用,使得以纖維、毛紡織品為食物的袋衣蛾、幕衣蛾的為害增多。2001年4月,杭州市某賓館的客房,因袋衣蛾的為害而造成嚴重經濟損失。地毯的使用和住宅邊庭園面積的增多,也為塵螨和蠓的孳生創(chuàng)造 條件,這些種類將成為重要的城市害蟲。自1980年以來,哮喘在兒童群體中的流行增加了58%,死亡率增加了78%。家庭塵螨、蟑螂、動物皮屑、真菌孢子和花粉是導致哮喘發(fā)生的主要因素[9]、棲息于城區(qū)混凝土建筑內的螨類中,特嗜皮螨Dermatophagoi desp
ter onyssinus和肉食螨(Cheyletidae)喜棲居在相當潮濕的環(huán)境,而法嗜皮螨Drinae和
Haplo chthonius simplex、附線螨(Tarsonemidae)、Cosmochthonius reticulates、食甜螨(Glycyp hagidae)和粉螨(Acaridae)等螨類則喜居于相對干燥的環(huán)境[10]、建筑材料和結構的改變,使家白蟻的發(fā)生有所下降,而散白蟻成為重要種類。同時,白蟻的為害方式也發(fā)生 了一定的變化。大量危害實例表明,城市高層建筑遭受白蟻為害多數(shù)在1~3層,尤以第一層為烈,其中以廚房、衛(wèi)生間木門框、地腳板受害最嚴重。由于城市中高樓繁多,部分道路及 坪地為混凝土結構,白蟻為了生存,大多建巢于室外樹木處,然后通過地下蟻道到室內為害各種物品。實踐證明,室外植物與室內白蟻息息相關、[11]。經濟全球化和全球氣候變暖的趨勢,為害蟲分布范圍的擴大提供了有利的條件。鄧福珍報道,1980-1994年間 ,昆明動植物檢疫局在22685批進口植物及其產品中,查獲了谷斑皮蠹、菜豆象、巴西豆象、寡毛實蠅、灰豆象、鷹嘴豆象、芒果果核象、雙鉤異翅長蠹和非洲蝸牛等多種危害性害蟲[12]、廈門口岸在1974-1994年的20年間,也截獲18種58次危險性害蟲、[13]、城市綠化面積的擴大和室內花木的種植,為園林害蟲提供了良好的生境和寄主。在森林中一般不為害林木的薊馬,現(xiàn)已成了城市園林中觀賞和綠化植物的主要害蟲種類[14]、 因而,園林昆蟲與動、植物檢疫在城市昆蟲學中的地位將變得更加重要。城市化引起的全球溫暖化使得害蟲的地理分布不斷擴大。一些害蟲種類因嚴冬變短、適宜于發(fā)育的季節(jié)延長,在其對變化了的城市環(huán)境產生適應后,種群會迅速增長而危害加劇。而另一些種類,因不適應城市環(huán)境的變化,經過一段時間后,在城市環(huán)境中逐漸消失。據(jù)報道,澳門原來共有18種蚊子分布。但80年代中后期開始的快速城市化,使得其中幾種蚊子的種群急劇下降到零,只有五帶淡色庫蚊Culex quinquefasciatus、庫蚊 Culex sitiens和白紋伊蚊Aedes albopictus的種群還具有較 大的豐度[15]、由于水被污染和成蚊棲息地喪失,加上蚊子驅避劑的使用及阿拉伯按蚊Anopheles arabiensis種群增加 導致其他蚊種的死亡率增加,加納Accra和Tema地區(qū)的蚊子種數(shù)由城市化前的75種下降到28種[16]、在人口多的城市里,與CO2誘捕器相比,血源誘捕器(gravid trap)能誘到更多的雌蚊,而在人口少的農村地區(qū)用CO2誘捕器,誘到的雌蚊數(shù)要多。說明城市化后,雌蚊對氣味的反應也發(fā)生了變化[17]。城市建設過程中,建筑工地常為蚊子創(chuàng)造許多適且的繁殖場所。其中尚未完工的新建住房的地下室和工地水坑是庫蚊Culex restuans 和尖音庫蚊Culex pipiens幼蟲最多的地方[18]、在高度城市化的地區(qū)用CO2誘捕器,因反復使用殺蟲劑控制登革熱的流行,因此,不同地理區(qū)域的蚊子種群間存在著明顯的遺傳差異。而在人口較少的農村地區(qū),因不同地域間的生態(tài)環(huán)境差異較小,各蚊子種群間的遺傳結構差異不明顯[19 ]、在美國佛羅里達居民區(qū),侵入室內的螞蟻主要是紅外來火蟻Solenopsis invicta、Ta pinoma melanocephalum、狂蟻Paratrechina longiccornis、佛州木工蟻Camponotus abdom inalis、法老蟻Monomorium pharaonis、Camponotus tortuganus、大頭蟻Pheidole megace phala和Paratrechina bourbonica等8種,其他25種螞蟻只偶爾侵入室內[20]、原來生活在野外的角盾帶扁甲Tenomerga anguliscutis和黃褐筒型甲 Idiophyes sp
.,隨著城市化的發(fā)展,現(xiàn)在已侵入室內危害[21]、顯然,城市化過程對城市害蟲的發(fā)生有著嚴重影響。
  4 環(huán)境因素變化對治理策略的影響
  城市害蟲抗藥性問題的發(fā)展,以及人們對環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的日益關注,有力地推動了以生態(tài)學為基礎的城市害蟲綜合治理的發(fā)展。針對害蟲成災的生態(tài)條件,開發(fā)以清除孳生場所、利用物理屏障以阻止害蟲侵入為害、惡化害蟲生存環(huán)境為基礎的綜合治理計劃將成為城市害蟲治理的基本策略。這一策略中,公眾教育、合理的廢物處理、結構物維修和維護、生物和機械防治措施、殺蟲劑合理應用是其核心部分。它通常要求人們在保持環(huán)境清潔衛(wèi)生的前提下 ,投入較多的時間和精力監(jiān)測害蟲的活動和種群的發(fā)展。在制定和實施城市害蟲的綜合治理策略時,人們應對害蟲的生物學、活動方式和棲息特點有一個非常詳細的了解。例如蟑螂畏光且不喜在有風時活動,因此可采取閃光調查、粘膠誘捕器、粘膠板、雙面粘膠帶捕殺和定點噴射化學藥劑等措施來控制其危害。法老蟻通常被認為是一種室內害蟻,但對該蟻的尋食行為所作的觀察結果表明,51.7%的建筑物外墻表面監(jiān)測點中有法老蟻活動,而室內監(jiān)測點中,只有11.6%的監(jiān)測點有該蟻。將含有慢性毒劑的毒餌設置在建筑物外墻表面,可在一周內使法老蟻種群減少94%。將毒餌同時設置在室內和外墻表面并不能顯著提高控制效果。因 ,如果針對法老蟻的尋食行為來設計投餌策略的話,既可保證控制效果,又可減少防治措施對人的危害[22]、 在具體治理措施方面,為了適應城市環(huán)境條件,化學農藥的使用將僅作為綜合治理中的一個環(huán)節(jié),農藥廣泛噴施將逐漸為誘殺和靶標用藥所代替;化學防治的重要性逐漸下降,以行為、生物學、生態(tài)學為基礎的驅避、信息素干擾、破壞棲息場所、消除食源和水源等防治措施的地位逐漸上升;廣譜的觸殺性化學藥劑逐漸被對人畜無害、對環(huán)境安全的生長、行為調控劑所取代;隨著倉庫條件的改善,氣調或降溫等物理措施將成為主要防治方法;Bt等生物劑和寄生蜂在城市害蟲治理中的應用亦將日益普遍。
  5 城市昆蟲學研究的未來方向
  在用藥方法方面,隨著城市化進程的進一步發(fā)展,人們將根據(jù)城市害蟲的生物、生態(tài)學和行為,逐漸采取把藥劑混在城市害蟲喜食食物中的方式,設計出對城市害蟲十分高效的誘殺劑,來控制城市害蟲的危害,并最終使誘殺這一用藥方式取代藥劑噴灑而成為城市害蟲化學防治的主要手段。
  在控制措施方面,由于化學藥劑易污染環(huán)境并對人和非靶標生物造成危害,因此隨著經濟的發(fā)展和科學技術水平的提高,城市害蟲的化學防治將會逐漸被以光、聲、熱、食物、色彩、信息傳導等作為防治手段的非化學防治方法所替代。
  在防治策略方面,人們將根據(jù)可持續(xù)發(fā)展原則,以系統(tǒng)的、生態(tài)學的觀點來規(guī)劃和設計城市發(fā)展方案,并將城市害蟲的控制和治理項目統(tǒng)一納入城市生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)劃中。在政府有關部門的協(xié)調下,組織園藝、景觀建筑、城市規(guī)劃、環(huán)境科學、昆蟲學和害蟲治理等多個學科領域的專家,對城市化給城市昆蟲所造成的影響進行生物學、行為、生態(tài)學、防治等多方面的研究,改變以往就蟲治蟲治理模式,發(fā)展適合城市環(huán)境特點的長期治理策略,將城市害蟲的危害控制在最低水平。
  城市昆蟲學的研究還應注重監(jiān)測和探索城市化對城市害蟲演變的作用規(guī)律,深入研究塵螨、蠓等新害蟲的發(fā)生動態(tài),大力開發(fā)城市害蟲持續(xù)治理的生態(tài)學途徑,健全城市害蟲治理服務體系,研發(fā)幫助居民和治理機構實現(xiàn)持續(xù)治理的信息系統(tǒng),滿足城市居民的需求,保證城市化的健康發(fā)展。