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世界科技全景百卷书: 人类与生态
人与有害昆虫的战争 有人说：“昆虫是人类争夺本行星统治权的主要对手。” 有害昆虫，它毁坏人类的农作物，常常使水稻、玉米、小麦、棉花、油菜、甘蔗、马铃薯等作物绝收，被称为“无烟的火灾”，导致大片森林、果园和其他经济林木成为枯木，或严重减产；它传播人类和牲畜家禽的大多数传染病；它毁坏建筑木料，使堤坝、枕木、家具、衣服受到严重损害等等。它是人类的大敌。 人类憎恨这些昆虫，又常常感到无限的恐惧或无奈。人类发动对它们的战争，但又常常束手无策。 19世纪，一种原来无害的小甲虫，在沙漠里生活时吃被称为“水牛刺”的植物，后来改吃多汁的马铃薯，一两年的时间里，这种甲虫便席卷美国，从西海岸直到东海岸。1877年，它在西欧莱茵河畔马铃薯地里出现，并迅速蔓延，威胁数百万以吃马铃薯为生的人。 蝗虫，它是更大的“灾星”。它铺天盖地而来的时候，就像一片乌云一样遮天蔽日。5000多万只集群的蝗虫便可遮住一平方公里的天空。它所过之处，全部农作物化为乌有，最快的速度每天达150公里。一个蝗虫群，一天就可能吞噬几十万吨的谷物。 我国解放前的中原地区，有所谓“黄蝗汤”三大害之说。“黄”指黄河缺口，水灾泛滥；“蝗”是指蝗虫灾难；“汤”是国民党将领汤恩伯，代表国民党对人民的压迫和剥削。一种小小昆虫，同严重的水灾和反动暴政相提并论，足见它对人民正常生活威胁的严重性。 现在，虽然在我国和大多数发达国家已控制了蝗灾；但是在非洲，它仍然蹂躏苏丹、乍得、尼日尔、马里、塞内加尔各国。它被称为巨大的生物“炸弹”，卷土重来，引起全世界的恐慌。联合国粮农组织每年要拨款3．5亿美元，拯济由蝗灾造成劫难的发展中国家人民。 鉴于有害昆虫对人类健康和社会财产的严重危害，人类发动了一场历史悠久的抵御害虫的战争。这场战争有文字记载的历史已有4000多年。虽然人类在这场战争中已经取得了许多辉煌的胜利，但也遭受过许多惨重的失败。虽然在这场战争中，人类使用了最现代化的化学武器，但是至今仍然没有决出谁胜谁负。1996年6月，在香山科学会议上，中国科学院院士陈述彭教授讲了这样一个故事：他说有一天，他请教中科院外籍院士李政道教授：“你认为，在人与蚂蚁的战争中，是人消灭蚂蚁还是蚂蚁消灭人？或者，是人消灭人，蚂蚁消灭蚂蚁？”他们讨论了很长时间，但仍不得其解，很难作出结论。直到最后，李政道院士说：“我看还是人消灭人，蚂蚁消灭蚂蚁。” 这是世界级科学家的讨论。也许，有人对李政道教授的结论会有不同的看法，但是这并不妨碍关于人与昆虫的战争是一种全球规模的战争这样的看法。 在这场战争中，人虽然用现代化武器武装起来，但是就对付个别种的昆虫，如蝗虫、棉铃虫、松毛虫、小甲虫、蚂蚁等，在一对一的战争中也做不到决战；何况地球上有数百万种昆虫呢？虽然这几百万种昆虫中有许多是对人类有益的；有更多对人类利益影响不大，但在地球生态平衡中起着重要作用的，只有少数昆虫是对人类有害的。如果所有的昆虫联合起来向人类进攻，那么人类肯定失败无疑了。当然，这种假定是不可能出现的。因为各种昆虫都是单独地采取自己的对策的。地球上只有人类有可能联合其他物种，如增育有害昆虫的天敌，共同对付敌人。 昆虫的最成功的对策是：（1）惊人的繁殖速度。例如苍蝇，一二个月换一代，雌蝇几乎是产卵机器，一对苍蝇在适宜条件下，它们的子孙后代，一年内便可充斥世界，以14厘米厚的蝇层覆盖整个地球表面。当然，这种情况是不会出现的。因为它受到它的天敌的控制。（2）惊人的快速生长。大多数昆虫以极高的速度生长。例如蚕，在它生长发育的 50天里，自身的重量增加 5．6千倍。这与它们的食量惊人有关。例如有的昆虫的幼虫，一昼夜吃200次。它老是在吃东西，所吃的食物大大超过它的体重。在大草原上，一种螟蛾，体重只有0．025克，但是它的子孙后代，到夏末的一个发育期，要吃掉9吨重的青饲料，相当于3头母牛1年所需的饲料。它这些子孙的体重加起来有225公斤。根据科学家估算，在适宜生存的大草原上，每公顷昆虫生物量100至300千克；在同样的面积上，鸟类生物量为300至550克；啮齿动物 （如老鼠）的生物量3至5千克；草食哺乳动物（如牛羊）从1千克到10至15千克。（3）它的强大的扩散率，能迅速地扩大生存空间。昆虫的这些对策的成功运用，是人类难以控制它的根本原因。 人类对有害昆虫的战争，采取了种种手段。至今为止最强大的武器是化学除虫剂。开始的时候，化学除虫剂使用的效果是明显的、神奇的。它从虫口中挽救了成亿吨的谷物。但是它所带来的问题也接踵而来，第一，它不具有选择性毒效，作为一种致死毒物，不能专一地杀死人们希望除去的害虫，甚至连带把害虫的天敌也杀死了。第二，在使用一段时期之后，害虫获得抗药性。第三，化学农药大量使用造成严重的环境污染。 例如印度尼西亚，由于杀虫剂对农作物提供的保护，1986年实现水稻产量的自给自足。但是，两年之后，1988年稻田几乎被稻褐飞虱蚕食殆尽。稻褐飞虱原来只是一种次要的害虫，但是它的天敌被杀虫剂消灭殆尽之后，大举重来，发生大爆发，一年之内使印度尼西亚的水稻生产损失10多亿美元， 噬了足以供300万人一年食用的稻谷。 为了达到对害虫的控制，全球杀虫剂生产数量增加，如1982至 1884年农药生产和使用量，美国 37万吨，前苏联53万吨，中国16万吨，80年代中期东亚农药市场达250亿美元。1994年是全球杀虫剂生产和使用增长最快的一年。为了对付害虫抗药性问题，又不得不开发新的杀虫剂。但是，新杀虫剂的研究开发，需要约10年的时间，既跟不上害虫抗药性的发展，又耗费大量资金。例如许多大型化工公司云集的欧洲，每种新杀虫剂开发的成本，从1975年的2500万欧洲货币单位，增加为1992年的1．25亿欧洲货币单位。这成为不堪重负的投资。 这样就迫使人类与有害昆虫的战争走向一个新阶段：综合防治害虫的阶段。 生态学告诉我们，不能把同人类竞争的所有昆虫都视为害虫，而只是它们的数量足够大时才成为害虫。因而防治害虫，是指控制它们的数量，而不是消灭它。 实际上，人们早就发现，某种昆虫大爆发，并成为危害严重的害虫，只是发生在大面积单一树种，或大面积单一作物的地方。在未受干扰的森林、荒漠、沼泽地等荒野地区，害虫爆发的情况是罕见的。因为这里各种生态因素相互作用相互制约，不会出现某一个物种处于支配地位的情况。各种生态因素相互制约，这是一种重要的自然界力量。对昆虫的真正有效的控制是由自然界完成的。从防治害虫的视角，主要是开发和保护害虫天敌的作用，利用自然界的自我调节能力，实现对害虫的控制。 最近报道，英国牛津大学的科学家发现，蝗虫分泌出一种泡沫状物质，它起某种化学信号的传导作用。这种作用能使上10亿只蝗虫聚集到一起；而且，雌性蝗虫群体在一起的时间只要达到4小时，它产下的卵以后就会变成具有群居性的幼虫，但如果将雌虫产卵地的泡沫状化学物质除去，幼虫日后就会发展成独居的成虫。 这种发现可能为人类控制蝗虫爆发提供新途径。因为蝗虫有群居和独居两种生存形式，只有群居的蝗虫才会形成巨大的灾难，独居的蝗虫会造成麻烦。人们在确定那些泡沫状化学物质的性质后，就有可能把它产卵地的这种物质除去，从而使全部幼虫长成独居昆虫；或者利用它向蝗虫传递化学信号，误导蝗虫在没有谷物生长的季节过早聚集，从而使它们饿死。 但是，无论如何，昆虫将同我们人类一起，共同生活在同一个星球上。它们是人类的伙伴和朋友。 人类对昆虫的总对策应该是：第一，培育对人类有益昆虫的生存条件，发展有益昆虫；第二，控制对人类有害的昆虫的数量，减少它们对人类利益的损害；人类的目标不是消灭它们，在一定的限度内要容忍它们；第三，保护全部现在对人无利害关系的昆虫。它们的存在对维护地球生态基本过程和保护生态平衡是非常重要的，是不可缺少的。 科学家告诉我们：“绿色植物、微生物、各种默默无闻的小动物和昆虫，它们构成了地球的生命。正是它们的生存，创造并维持地球适宜生存的条件。”“各种昆虫和节肢动物，它的重要性大到这样的程度，如果它们被消灭的话，人类就只能存活几个月。” 人类对昆虫需要采取尊重和谨慎的态度。 人与细菌的竞争 人与细菌的战争，就同人与有害昆虫的战争那样，虽然人类使出浑身解数，但至今也只是打个平手。 虽然细菌是地球上出现最早的生物，它已有30亿年的历史；虽然我国人民利用细菌为自己造福已有数千年的历史。例如2000多年前就有记载：“若作酒醴，尔惟曲蘖”。“蘖”是指谷物，“曲”是经发酵富有微生物的“起子”。这里说的是，酒是谷物经过微生物发酵以后酿造出来的。又如，公元一千年，我们的祖先就知道以种牛痘来预防天花。这是用微生物来保护人体健康。 但是，细菌是“小小精灵”。一个普通细菌细胞，它的体积约占1立方微米，1000个细胞堆在一起，才有一粒米那么大。因而人的肉眼看不见。直到 1675年，荷兰人列文虎克发明显微镜，当他利用自己制造出来的能放大200倍的显微镜，观察污水和腐烂的有机物时，看见许多活的小动物。1676年在加大显微镜放大倍数后他看见了细菌。也就是说，它们的存在条件虽然有30亿年，但人们看见它却只有300年的历史。 人类从产生那一天起就同细菌竞赛。因为细菌无处不在。例如在人的肠道里有细菌100种，数量达100亿个，构成庞大的菌种群落。在这里人与细菌的竞争是共生性质的，即双方各蒙其利。又有报道说，一个成人的身上有100万亿个细菌，总重量达1．5公斤，人吃下去的营养物质，有30％被它们亨用了，同时它们帮助人类消化食物。 虽然细菌向人类进攻是从人一产生就开始的。但人发起对细菌的战争，却是从1928年英国科学家弗莱明发现青霉素才开始的。 地球上现存已知的细菌约有4000种。其中大多数是对人类有益的，只有少数对人类有危险性，如沙门氏菌、链球菌、葡萄球菌、大肠杆菌……它们导致人生病或死亡，如肺结核、肺炎、脑膜炎、天花、霍乱、痢疾……几乎人类的所有疾病都是由致病的细菌引起的。因而人们称它们为“机灵的小魔鬼”。 抗菌素发现之前，人类对感染病菌而引起的疾病，往往束手无策，眼巴巴地望着病人死去。例如肺结核，在19世纪至20世纪初，是一种不治之症，被称为“白色瘟疫”；肺炎球菌引起的肺炎，死亡率达85％；霍乱、脑膜炎等等，不知夺去了多少人的生命。 运用抗菌素，首先是青霉素，接着不断地发现新的抗菌素。现在它们的数量达 100多种，在人对细菌的战争中，人处于胜利者的地位。如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒和其他细菌性传染病基本上被征服了。医生们说： “80年代人们的看法是我们己征服了几乎所有的传染病。” 但是，到90年代中期，人们提出了相反的看法：“医疗界所谓战胜传染病已变成一个幻想”。世界卫生组织1996发表的报告说，传染病仍然是人类第一杀手。1995年，全世界有 5200万人死去，其中1700万人死于各种传染病，其中多数是婴幼儿，全世界57亿人口中约有半数受到传染病的威胁。 这是怎么回事呢？ 这同人类用化学杀虫剂除虫一样，当人们服用抗菌素杀灭有害细菌时，连带把那些有益细菌也杀死了，从而降低了人体的抗病能力；更严重的是，现在每一种致病细菌都有好几种变体。新的抗菌素药物的研制，跟不上新细菌突变体的出现；而且，大多数细菌对抗菌素产生了抗药性。例如，1979年沙门氏菌感染病例中，有16％对一种以上的抗菌素有抗药性；10年之后，这个数字上升到32％。现在许多细菌对100多种抗生素至少有一种有抗药性，有些对所有抗菌素有抗药性。这样常常使医生们束手无策。 致病细菌这种“机灵的小魔鬼”，要比人们想象的聪明得多，厉害得多。当人们用青霉素或其他抗菌素杀灭它们时，可能把大多数细菌杀死了。但是会有少数细菌由于产生了变异而没有被杀死。它们幸运地活了下来，获得抗药性基因。而且，这种变体能把抗药性基因传递给后代。一个细菌在24小时内能留下1677万个后代。更可怕的是，这具有抗药性的基因变体，与其他细菌分享抗药性成就。科学家报告说，获得抗药性的细菌变体，能渗出一种诱惑性化学物质，吸引另一种细菌，当两者接触时，它们就各自开一个孔儿，交换一个DNA环，通过这种交换，那种细菌也就获得了抗药性了。这样就加速细菌抗药性的蔓延。一位科学家说：“抗生素的使用引起了生物学史上有记载以来史无前例的进化改变。” 这样，在人们与细菌的战争中，又从优势转变为劣势，神奇的抗生素正在失去疗效。 例如，肺结核病的流行与死亡，在半个世纪里曾得到有效的控制。但现在有死灰复燃之势。世界卫生组织1996年6月报告说，被称为19世纪“绝症”的肺结核病，在20世纪曾得到控制，21世纪可能成为“疑难杂症”。4年前，纽约首次发现抗药性肺结核病人，用现有的治疗药物 （过去作为特效药的药物）均告无效，接着又在其他地方相继发现；而且抗药性肺结核菌的传染性很强，目前还没有找到对付这种肺结核病菌的办法。世界卫生组织估计，目前全球约有1／3的人感染过结核杆菌，每年新病倒800万人以上，年死亡人数300万人；今后10年，将有9000万人死于肺结核，特别是发展中国家将受到最沉重的打击。 于是有的医生说：“微生物眼下就在取胜。它们的年龄比我们大得多，也比我们聪明得多。” 如何对付这些“机灵的小魔鬼”？ 医学专家劝告我们，要明智而慎重地应用现有的抗生素，如轮流使用抗生素，让某些抗生素得到一次完全的休息，以击退细菌的抗药性；通过允许抵抗力弱的细菌自行恢复力量，提高人体抗病能力；制造和应用能攻击细菌的新疫苗等。此外，干扰素的应用，把基困工程用于治疗等，可能成为控制传染病的新途径。 总之，同人类与有害昆虫的战争一样，在人与细菌的竞争中，在对致病细菌的战争中，我们做不到消灭传染疾病细菌或病毒，但要努力控制对人的危害，在不断的前进和后退中寻求一种平衡，通过各种途径，保护人体健康。 人与自然的对策 大自然的平衡可以由自然界进行自我调节。同样，生态平衡也可以由人类活动加以调节。但是，自然界有自然界的对策，人类有人类的对策，这两种对策常常是矛盾的。 怎么说自然界有“自然界的对策”？ 美国著名生态学家奥德姆说：“生态系统发展的原理，对于人类与自然的相互关系，有重要的影响：生态系统发展的对策是获得 ‘最大的保护’，即力图达到对复杂生物量结构的最大支持；而人类的目的则是 ‘最大生产量’，即力图获得最高可能的产量。这两者是常常发生矛盾的。” 自然界生态演化，不断地向最稳定的群落——顶极群落发展形成生物与环境相适应的动态平衡的稳定状态。演替的初期，植物很少，生物生产力很低。随着河流不断地向湖内输送养料和泥沙，生物数量增加，浮游植物和有根植物出现，开始有较高的生产力。接着，植物大量生长，并露出水面，有机物质残体在湖底堆积。这些堆积形成泥炭层，湖水变浅，湖岸植物带向湖心推进，演进成暂时性池塘和草原。最后，森林生态系统形成，枫树、榉树等高大的乔木，进入它的顶极群落阶段。在这种发展中，生态系统的对策是，获得最大的保护，生物种的数量增加，总的生产量或生物量增加，以及总生物量与总生产量成高比值状态，并要求这种状态获得保护。 但是，人类活动是为从自然界中取得尽可能高的产量，如谷物、油料、纤维、水果蔬菜、肉蛋奶、木材，等等，随着需要的增加，不断地加剧对资源的开发利用；而且，人类生活不仅需要足够的食物和纤维，还需要维持自然界的氧平衡、碳平衡、水平衡和气候均衡等等，还需要在保护良好的自然景观情况下的娱乐和审美需要，等等。 但是，长期以来，人类实施对自然界的对策，人类活动的主要努力是取得食物、纤维等的最高的产量，但又误以为这些需要是自然界能确保的，地球有限的供给能力总是能保持氧平衡、碳平衡、水平衡，以及种种营养物质循环，使美丽的自然景观不受损害。 事实表明，在全球人口数量不多和生产力水平较低的情况下，实施人类的上述对策，还可以维持全球性平衡；但是在世界人口增加，特别是生产力发展的情况下，人类为了获得最高的产量，大举向自然进攻，向荒野进攻，土地，森林，河流，湖泊，海岸带，沼泽地……使自然界发生了根本性的变化，生态平衡受到破坏。 这迫使我们作出调整。虽然人类力图从自然界获得最高可能的产量，这是提高和改善人的生活质量必需的。但是，要把这种努力限制在一定的界限内，以不致造成生态破坏。 上面说的生态系统的策略是从总体上说的。其实，每个物种的生存，都有其相应的对策。例如植物，为了能长期地生存在山坡上，它发展出发达的根茎叶系统，以及极高的繁殖率。 植物发达的根系，是为了深扎地下吸收水分和养料。一株黑冬麦，根的总长达80公里。有的植物的根有600至1200公里，总面积超过它的茎和叶的总面积的100多倍。根须的尖端可分泌化学物质，使之能穿透石块，扎入深土层。 植物粗壮的茎枝，使它能固着在大地上，树枝向各个方向伸展，而且分枝的排列非常科学，这种排列能使所有的叶片总是处于获得阳光的十分良好的位置上。树皮的韧皮部分发育许多管状细胞，它上下连接成筛管，成为输导有机物质的通道；树皮里白色木质部分，分布运输水分的导管，起着输送水分和养料以及贮存养料的作用。 繁茂的叶片，是进行光合作用的器官。为了便于接受阳光，植物有大量叶片，如一株中等大小的桦树有20万个叶片，总面积达1200平方米，而且，叶片具有向光性，叶片互不遮盖，便于平均地接受阳光。沙生植物还发育了特殊的叶片，既反射强烈的阳光，又减少水分蒸发。 植物美丽鲜艳的花朵，是吸引昆虫传粉的信号，它含营养丰富的花蜜，有丰富蛋白质的花粉，都是为了吸引昆虫从而达到繁衍后代的目的。靠风传播的花粉的植物，能产生大量花粉，它的种子籽粒分量轻，表面光滑，适宜风吹播。初春，白杨开花时，是先开花后长叶，这时没有密集的叶片，便于花粉传播，提高受粉率。 所有这些对策：保持植物的生存，以及它的高增长率，强大的扩散率和繁殖率，都是为了保证它生存的成功。 动物的结构和行为对环境的适应性更为精巧，如它们的摄食和营养，它们的生殖与防卫，它们的生理结构特征，都是令人叹为观止的。就拿动物舌头来说，例如猫舌上长肉刺，为的是便于把骨头上的残余肉渣全部剥下来，并可以用来梳理身上的毛；鸟的舌头附有角质外壳，啄木鸟的长舌又直又细，长有倒钩，长度几乎等于身长，可以伸到远处捉到昆虫；蛇的舌头还兼做听觉器，它一伸一展时是在探听四周的动静；青蛙的舌，舌根在嘴边，舌尖向喉侧生长，当遇到昆虫时，能迅速翻出其上的粘液，快速把昆虫粘住卷到嘴里；长颈鹿的舌头有60厘米长，增加了它吃树上叶片的高度；狗的舌头在天热时伸出体外，起着散发体热和调节体温的作用。 自然界生态系统的对策，所有的物种的生存对策，都以获得最大的保护为目标。它们的生存表示它的对策的成功。认识这种对策的生态基础，是我们科学地对待生态平衡的第一步。 生物的危害 种庄稼，就会有害虫吃庄稼，防治害虫常用的办法就是喷洒农药。的确农药很见效，显著地减少了一系列的不良后果，但在同时，它又带来了不可避免的危害。首先是造成环境污染。如使用农药 D．D．T，它在土壤中可以残留10～15年之久，还可以通过空气、水以及各种动、植物向全球扩散，目前已知北极的鲸、南极的企鹅和太平洋的鸟类等，在它们的体内都发现了D．D．T杀虫剂。其次是总使用一种农药杀虫，虫对农药就会增生抗药性，如我们常用D．D．T毒杀苍蝇，经过30代后，苍蝇对D．D．T的抗药性增加30倍，因而杀虫效果不断下降。再有，用农药杀害虫，同时益虫也被杀掉。因此，像D．D．T、六六六等杀虫剂已禁止使用了。 不用农药怎么防治害虫呢？我们利用某些生物来防治对人类有害生物的方法，这叫生物防治。利用生物防治害虫，在我国有悠久的历史，早在公元304年，《南方草木状》一书中已经有利用惊蚁防治柑桔叶甲虫的记载。生物防治方法是多方面的，例如利用天敌防治害虫。什么叫天敌呢？一种动物 （甲）被另一种动物（乙）所捕食或寄生而致死亡时，动物乙就是动物甲的天敌。大草岭是棉蚜的天敌，成虫一生平均捕食棉蚜2200个左右，每天可吃棉蚜约260个，俗称花大姐的七星瓢虫，每天平均吃棉蚜100个左右。 利用寄生性天敌昆虫防治害虫，赤眼蜂的身体极小，大约0，36～0．9毫米，是世界广泛利用的一种寄生蜂。每一雌蜂产卵10余枚，它的卵产在玉米螟、蔗螟和松毛虫等主要害虫的卵中，每个卵里产卵一枚，赤眼蜂的卵约经过10天左右便孵化出幼虫来。寄生蜂种类很多如姬蜂、小茧蜂、金小蜂、卵蜂、细蜂等都能防治害虫。 另外，利用蜘蛛或脊椎动物中的鱼、蛙、蟾赊、鸟等也能防治害虫。 总之，生物防治对人、畜、植物安全无毒，不会污染环境，天敌资源丰富，便于发掘利用。防止农业害虫不能单采用药物，最好配合生物防治和其他各种方法，才能达到预期的效果。 美国的行动 1996年夏初，美国夏威夷行政长官贴出通缉布告，称“不论是死的还是活的”都不要放过。一群群“捉拿罪犯”的志愿者已经组成和开始行动；警报声响彻整个州。他们捉拿的不是抢劫犯，也不是偷牛贼，而是一种被称为 “绿色癌症”的植物。 这不是第一次了。10年前，美国人把葛藤这种植物称为“绿色恶魔”，就曾对这种“绿魔”宣战。 葛藤起源于中国，后来传到日本。日本人在博览会上介绍葛藤，宣传说，葛藤中的液汁可以做糖浆，又可提炼葛粉，还可以用来治疗胃病、酒醉、发烧和感冒；花儿可供蜜蜂采蜜，枝叶作饲料可喂养牛羊，纤维可用于编结和造纸，焚烧后的气味还可以驱蚊。它几乎每一部分都有用处。而巨，它有强有力的根，是控制表土流失的植物。这使美国人大开眼界。 1930年，美国从日本引进葛藤，首先是为了控制水土流失而在南部种植。这里气候温和，雨水充足，即使在冬天，葛藤的枝条也不会被冻死。它一到春天迅速生长，枝条长15至30米，隔不远结一个瘤结并长出根扎入地下，又从这里长出枝条。50年代中期，就生长为7千万枝葛藤。它对防止土壤流失、肥沃土壤、饲养牲畜、美化山坡等起了很大的作用。但是，由于没有严冬来阻止葛藤生长，没有天敌抑制，它的枝条一天长30厘米，一枝葛藤的主根就达300多磅重，能长出四、五十个主根。它根叶繁茂，很快排挤了其他植物。80年代初，在佐治亚州、亚拉巴马州、密西西比及邻近各州，已覆盖700万英亩土地。在它占据的土地上，其他植物干枯死亡，葛藤成为无法收拾的怪物。农场主不仅不再种植它，而且要费很大力气把它连根铲除。在亚拉巴马州，栽种葛藤成为非法。美国南部各州发起向葛藤开战运动。我们没有看到这场战斗中谁胜谁负的后续报道，估计人们的努力收效甚微。 让我们看看夏威夷人捉拿“绿魔”的情况吧。MiconiaCalvescen在园圃里是妖媚动人的植物。它的茎叶是深绿色的，根部是紫色的，有巨大的叶片。它精美好看的造型，成为一个具有招徕力的观赏“明星”。 这种植物是在巴西丛林中同其他植物竞争中进化出来的，在灌木丛中可以长到15米高。60年代，它作为一种观赏植物引进夏威夷。现在已在大约1万英亩天然森林中的36个地方出现。面积最大的在毛伊岛，达5000英亩。这种植物生长很快，5年内达到成熟期。它结出的果实很小，每个果实里有数百粒种子，鸟儿吃了它的果实不被消化，会 把种子传播到四面八方。 这种植物在夏威夷没有天敌。在夏威夷热带自然保护区，它已失去控制，成片地消灭和取代本地土生土长的天然森林。它的90厘米长的心形叶片，形成稠密的树荫，又遮挡了土生土长的低矮植物所需的阳光，毁灭了森林地带集水区的地被植物。这些地被植物是保持夏威夷人赖以生存的水的重要因素。而且，植物的这些变化，导致这个岛上土生土长的鸟类和许多独特动物的灭绝。 这种植物在夏威夷已成为一种严重的威胁。科学家迄今还没有找到同它作斗争的成功的生物手段。官府只好发出“通缉”令，劝告居民摧毁在他们家庭园子里发现的这种植物。志愿者分队在与森林毗连的郊区，形成扇形攻势，向这种“绿色癌症”进攻。这种进攻能获胜吗？ 人们有意或无意引进某一个物种，让这个物种占据新的生态位。但是，引入地如没有控制它的因素，它的过量繁殖会使人们陷入困境。这种事例是非常多的，不仅有植物，也有动物。 1984年秋天，科学家们新疆作科学考察，在博斯腾湖看到了类似的景象。 博斯腾湖位于新疆中焉耆盆地的中央，海拔1048米。它是新疆最大的淡水湖，也是我国最大的内陆湖，湖水面积980平方公里，湖汉沼泽地400平方公里。天山雪峰的冰川积雪融化后，雪水通过开都河、清水河、黄水河和乌什塔拉河注入湖中。美丽的孔雀河又从此发源，滋润着库尔勒绿洲，最后消失在塔克拉玛于大沙漠之中。 博斯腾湖以美丽和富饶著称于世。考察时，科学家们想目睹一下盛产在这里的大头鱼和尖嘴鱼。据说它们肉嫩味美，小则几公斤，大则10公斤。但是，科学家们大失所望。渔民们捕捞上来的没有一条是这里土生土长的鱼，清一色是称为“五道黑”的鱼（身上有五个黑白相间的条纹，就像斑马的条纹一样）。科学家们感到诧异，便问当地渔民，为什么只有这种鱼。渔民说：这种鱼味道鲜美，是从外地引进的；但是它是凶猛鱼类，是吃鱼的鱼，现在土生土长的鱼都给它吃光了，于是便只剩下这种鱼了。 再如，中美洲引进獴去消灭老鼠，酿成灾难，又是一个典型事例。 中美洲牙买加和古巴等地盛产甘蔗。但是蔗田受老鼠严重危害。为了消灭老鼠保护蔗田，1872年引进肉食性哺乳动物——獴。开始的时候，獴繁殖很快，并大显身手，在10多年内，几乎把老鼠消灭光了。但是，它在消灭老鼠的同时，破坏了岛上的动物区系的平衡。因为消灭老鼠后胃口越来越大，开始捕食岛上其他野生动物，后来偷袭家畜家禽，甚至向猪、牛、羊发起攻击。而且，后来的进展产生了人们料想不到的事情。 当然不可能消灭所有的老鼠，幸存的老鼠为了逃避獴的攻击，选择了树栖生活的适应。獴没有能力攻击树上的老鼠。别的吃老鼠的动物又又被獴吃掉，从而完全解除了对老鼠的控制。这样，有了新的本领的老鼠反而更大量地繁殖起来，使蔗田遭受更大的损失。 这类例子还可以列举很多。有人把引进生物种造成生态平衡破坏，称为 “生态学错误”。为了控制水土流失引进一种植物，反而造成水土流失；为了消灭老鼠引进獴，反而使老鼠更多。这是一种生态失误。生态学告诉我们，每一种生物在生态系统中占有特定的位置，起着特殊的作用。经过长期演化，生态系统的各种物种互相联系、相互作用、相互依赖、相互制约，从而形成并维持生态系统的稳定性，即生态平衡。这时，如果引进外来物种，引进的物种在原来的生态系统中没有位置，结果是两种情况，一是它不能生存而被排挤；二是由于没有控制因素而使种群大爆发。但是，为了维护生态系统中能量关系平衡，一些物种大爆发，必然使另一些物种消失，而造成生态失调。 当然，这决不意味着不可引进新的物种。上面说的是引进物种失败的事例。同样，也有引进物种成功的事例。这种事例也是很多的。 引进物种成功或者失败，取决于这种引进是否符合生态规律，以便让引进的物种，既在生态系统中占有位置，有符合它的生存条件；又有制约它的因素，从而形成相互依赖和相互制约的稳定关系，即生态平衡的状态。这是我们在引进物种时所必须注意的。 中国“除四害”运动 50年代，我国进行了一场著名的“除四害”运动。从城市到农村，全民总动员，采用人海战术，向“四害”——苍蝇、蚊虫、老鼠、麻雀宣战。这在古今中外都是绝无仅有的。 那时的人们都参加了同“四害”的斗争。学生们全不上课了，拍苍蝇，除蚊虫，捉老鼠，打麻雀。各人手持一个苍蝇拍，走遍大街小巷；人们用放鞭炮的声响，或敲锣打鼓，击打脸盆，再杂以鼎沸的人声，轰得麻雀满处飞，不得歇息，最后使它疲劳至死。 苍蝇在消费粪便之后飞来飞去，嗡嗡叫，带着病菌落在食物上，传播种种疾病，人们都非常讨厌它。 蚊子，嗡嗡叫着落在人的身上，尖嘴深深扎入肉中，搅得人不得安宁，吸人的血，也传播疾病。 老鼠，每年都要被它吃掉大量粮食，毁掉大批庄稼、森林、家俱、衣物和书籍，以至毁坏水坝，造成巨大灾难，人们对它的仇恨，乃至“过街老鼠人人喊打”。 麻雀，因为它偷吃谷物，被列入“四害”之中，成为打击的主要对象。但在人们心目中，它是可爱的小精灵。它喳喳喳地叫着飞着，落在地上时总是非常机警地左顾右盼。人们拿一个大簸箕，用一根木棍儿支着，拴上一条长线，下面放些粮食，手持长线的另一端，躲起来。用这个小机关有时能捉到麻雀，便把它关在小笼子里。但是，它宁可饿死，也不吃人喂给他的食物。真可谓是宁死不屈！后来人们知道，麻雀虽然也偷吃谷物，但它主要是吃各种农作物的害虫。它所吃的粮食比它保护的要少得多。因而把它列人“四害”，这是“冤枉”它了。 虽然这场运动过去40年了。事实表明，人类不论如何全民总动员，采用有何等威力的人海战术，“四害”是消灭不了的。 用生态学和生态平衡的观点来看，所有的生物物种，经过长期的演化，发展出非常良好的生理结构和行为特征，形成对环境的完善的适应。它们在生态系统中占有一定的位置，在生命物质循环中起着重要的作用。 例如，令人讨厌的苍蝇。它是双翅目食腐昆虫，地球上有30多万种。我们最常见的是家蝇。苍蝇有许多惊人的特性。例如：苍蝇呈拱形的大眼睛，它的复眼由3000个六边形的视囊组成，可以使它眼界开阔，看到物体的全貌；而且还有3个单眼，单眼对光线的变化非常敏感。 苍蝇拥有厚实的胸甲，滴滴涕等杀虫剂很难渗入其体内发挥作用。而且它的繁殖力很强，平均3个星期便可繁衍出新的一代，3个月后产生的第5代苍蝇，便会对药物产生抗药性。 虽然家蝇飞行速度每小时只有8公里，它的运动速度是人的运动速度的10倍。而且，它的飞行技巧很高，通过其良好的传感器，它的胸腔收缩，每秒钟振动翅膀300次，尾部有副翼起平衡作用，能灵活地掌握飞行速度。因而人们扑打到苍蝇是很不容易的。 苍蝇的腿和脚生长有味觉和传感神经，通过腿和脚探知和品尝食物。在确信是可食的东西后，它便用尖嘴把食物吸进肚内。 苍蝇也并不像人们想象的那样肮脏。而且，即使它取食粪便并在粪便上产卵，出入于肮脏之处，置身于细菌之中，但它并不会感染疾病。因为科学家发现，它体内有一种抗菌蛋白。这种蛋白免疫杀菌力比青霉素强千百倍。因而它有良好的防御机能，能抵抗病菌的侵袭。 苍蝇在生态系统中占有重要地位，在生命物质循环中起重要作用。例如，它是动物粪便的主要消费者之一。家蝇还可吃掉屋内废弃的腐烂物品，帮助净化室内空气。它还帮助传授花粉，为燕子、老鼠等动物提供食物。在人自然的生物链条中，它是一个不可缺少的环节。 著名经济学家于光远教授提倡“笼养苍蝇”，并把苍蝇与黄金相提并论。他说：黄金与苍蝇，一个是光辉夺目，令人爱不释手的贵金属；一个是令人厌恶，挥之不去的虫看。但是，从“笼养苍蝇”可以取得重要的经济效益。它又可以同黄金相比。蝇的蛆蛋白质含量占31．3％，脂肪占15％，钙、镁、磷的含量也很丰富。如果1亿头猪的粪便用来喂养苍蝇，2头猪的粪便每天可生产1斤鲜蛆，用于作饲料，4斤鲜蛆相当于1斤秘鲁鱼粉，鱼粉按0．6元1斤计算，仅蛆一项，一年可获得26亿元的收入；而且它使猪、鸡和蛋增产，它的收益是可以和黄金相提并论的。况且，开采黄金还要减少黄金这种宝贵的非再生资源。 因此，如果我们对40年前的“除四害”运动作出评价，应当说动机是良好的，是为了保护人的身体健康，保护社会财产免受损害。但是，它的效果是不大的。除了应为麻雀恢复名誉，不应当把它放入“四害”之列外，对有害动物和昆虫作出评价时，一不能完全以人的好恶来衡量；二不能仅仅以人的利益为尺度；同时，还要看到，它们在生态系统中处于一定的位置，在大自然平衡中发挥的重要作用。 所谓“害虫”，这是有关价值评价的概念。它之所以称为“害”是以人的利益为尺度进行评价的。因为它侵害了人的利益。而在自然系统中，它们并不存在利和害的问题。因为它们按照生态学规律存在和发挥作用。这时只能说，它处于一定的生态位，在复杂的自然网络中，它是必要的。 我们在这里需要注意的是，在“害虫”的定义中，构成害虫之危害者，必须有该种群的一定的密度和数量。如果它没有达到一定的种群数量，任何害虫也不足以使人的利益造成危害。或者，害虫是由于它的天敌不到位才成为害虫的。因为在自然食物链中，所有所谓害虫都受它的天敌控制，例如马蜂、真菌等都是苍蝇的敌人。如一种厕蜂，可消灭全部苍蝇。蝇也会遭殃。因而在天敌到位的情况下，它构不成危害。 因此，所谓消灭害虫，是指控制它的种群密度和数量。无论是使用化学杀虫剂，或者培育和释放天敌，都是为了达到这个目的，而不是一劳永逸地消灭某一害虫这个物种。这是做不到的。在人类与昆虫的战争中，人类还不曾消灭过哪一种害虫的物种，而只是控制它的种群的数量，只求不致造成严重危害。 在“四害”中，老鼠是哺乳动物，麻雀是鸟类，苍蝇蚊子是昆虫。且不说麻雀，把它除外，其他“三害”，都是人类难以摆脱的、令人非常讨厌的家伙。但是，我们不得不同它们结成“伙伴”关系，长期共同存在下去。当然，不是让它们任意泛滥，而是培育它们的天敌，控制它们的种群数量，减少乃至避免它们对人的利益的损害。而且，随着对它们的科学研究的深入，例如从苍蝇身上提取出它的有很强杀菌力的球蛋白，并成批制造这种抗菌蛋白，人类将进入一个新的抗菌素时代。这对人类健康是大有益处的。这样，苍蝇不仅变黄金，而且变宝贝了，不仅能从它身上开发出高蛋白食物、高蛋白饲料，而且开发出强有力的药物。这样，令人讨厌的“害虫”，就成了为人谋利益的“宝物”。 生态系统是人类源泉 人类和生态系统息息相关。人类在一定的社会生产方式下进行活动，也一时一刻离不开生态系统。 1．人类是生态系统的产物。人类就是在生态系统中诞生的，近代科学证明，人体中的各种化学元素都是与地球的各种化学元素相适应的。正如马克思所说：“生命是蛋白体的生存方式，这个存在方式的基本元素在于和它周围的外部自然界的不断的新陈代谢。” 2．生态系统为人类生存、发展提供了物质基础。阳光、空气、淡水及动植物等是人类出现后赖以生存、发展的不可缺少的物质，人类既是生态系统的产物，在一定意义上讲，也是生态系统的塑造者。人类通过自己的发展活动作用于环境，而环境在人类的作用影响下，又不断改变其供应能力，提供人类生活所必需的资源。 3．生态系统也为人类提供了活动场所和劳动对象，如耕地、牧地、林地等土地资源；煤、石油、天然气等燃料；各种金属、非金属矿物以及可供通航与发展水产的江河湖海等。 人类和生态系统是一个对立统一体。自有人类以来，人类和生态系统的相互作用、相互影响就在不断进行着。因此，我们一定要认识人类发展对生态系统的制约作用，也要重视生态系统对人类发展的影响。 人类对生态环境的改造 人类与一般动物有本质的不同，一般动物只能以自身的存在及其生命活动适应生态环境，而人类在生态环境面前不是无所作为，而是能够认识并正确适应生态规律，有目的地利用、改造生态环境，使之向更有利于人类生产和生活的方向发展。 在人类发展的历史长河中，为了生存和繁衍后代，就必须把原始的自在生态改造成为人工生态。原始社会时，地球上三分之二的土地被森林覆盖，在旧石器时代，世界人日有几百万人。如果仅靠采集、狩猎为生，只能养活1000万人。后来人们通过发展种植、饲养牲畜，生活相对就好得多，这就有必要破坏一些森林和草原，把它改造成耕地。就是说，要打破原来的森林生态系统，将其改造成农田生态系统。因此，我们不能一律反对打破生态平衡。如果打破原来的生态平衡，带来的是生态系统的良性循环，收到了良好的效益，那么，这种打破不仅不能反对，而且是必要的。我们提倡维护生态平衡，但不是消极地追求“平衡”，更不能理解为恢复到原始自然状态。我们追求的是能动地改造生态系统，使其向更有利于人类的方向发展。从生态学的观点看，一部人类文明史就是不断打破旧的生态平衡，建立新的生态平衡的历史。 在生态系统中，人是最活跃最积极的因素。人是生态系统中的一员，又是生态系统的主人。在生态系统面前，人既不是无能为力的、只能等待大自然的恩赐，也不能因为是“主人”而可以为所欲为。既要反对那种认为生态环境出现以后就一成不变的形而上学观点，又要反对那种认为可以漠视生态规律、任意破坏生态平衡、不计后果地违背科学的做法。人们在活动中，必须遵守生态规律，才能使生态系统向良性循环方面发展，持久地为人类造福，从而不断创立一个更适合于人类生活的美好环境。随着社会经济的发展，人类必将越来越深刻地改变生态系统的面貌。人类就是在不断改变原有的生态平衡和建立新的生态平衡中前进。 |
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