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越來越多地使用新煙堿類殺蟲劑正在傷害傳粉昆蟲，比如這朵南瓜花上的蜜蜂。圖片來源：《科學(xué)》

農(nóng)場即戰(zhàn)場，農(nóng)民與害蟲和雜草進(jìn)行的無休止、代價(jià)高昂的斗爭常常涉及“化學(xué)武器”。這些武器也在傷害無辜，如蜜蜂、魚和甲殼類動(dòng)物。

一項(xiàng)大型研究記錄了美國農(nóng)民發(fā)展其“化學(xué)武器”庫幾十年來發(fā)生的巨大變化——鳥類和哺乳動(dòng)物的情況好轉(zhuǎn)了一些，而傳粉昆蟲和水生無脊椎動(dòng)物卻損失嚴(yán)重。這一變化對(duì)陸地植物的毒性影響也在急劇上升，其原因可能是農(nóng)民使用越來越多的化學(xué)藥品對(duì)付已經(jīng)對(duì)普通除草劑產(chǎn)生抗藥性的雜草。

幾十年來，美國的殺蟲劑使用量下降了約40%。但與此同時(shí)，其活性成分變得更加強(qiáng)大。例如，擬除蟲菊酯（一種影響神經(jīng)系統(tǒng)的速效殺蟲劑）在極低濃度時(shí)毒性很強(qiáng)?，F(xiàn)在有些農(nóng)藥每公頃只需6克就可以起到很好的殺蟲效果，而老式的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥則需要幾公斤。為此，德國科布倫茨—蘭道大學(xué)的生態(tài)毒理學(xué)家Ralf Schulz想知道，生態(tài)系統(tǒng)中的整體毒性是否發(fā)生了變化。此前曾有針對(duì)某些化合物和生物體的研究，但尚未有涉及全美國的研究。

Schulz和合作者從美國地質(zhì)調(diào)查局1992年至2016年農(nóng)民自我報(bào)告的農(nóng)藥使用數(shù)據(jù)開始研究。他們還從美國環(huán)保署（EPA）收集了總共381種化合物的急性毒性數(shù)據(jù)。接著，他們比較了EPA規(guī)定的閾值（一種物質(zhì)可能傷害植被或野生動(dòng)物的臨界點(diǎn)）與農(nóng)田中每種殺蟲劑的使用量，并確定了“使用的總毒性”。

好消息是，從1992年到2016年，鳥類和哺乳動(dòng)物的總毒性下降了95%以上，研究小組在近日發(fā)表于《科學(xué)》的報(bào)告中說，這主要因?yàn)槔鲜綒⑾x劑被逐步淘汰。魚的毒性下降較少，約為1/3，因?yàn)樗鼈儗?duì)擬除蟲菊酯更敏感。壞消息是，擬除蟲菊酯已經(jīng)使水生無脊椎動(dòng)物的毒性加倍，比如浮游生物和昆蟲幼蟲，它們是食物鏈的關(guān)鍵部分。而另一類受歡迎的殺蟲劑，新煙堿類殺蟲劑，使蜜蜂和大黃蜂等傳粉昆蟲面臨的毒性風(fēng)險(xiǎn)增加了1倍。一項(xiàng)研究表明，脊椎動(dòng)物受到的影響較小，而無脊椎動(dòng)物受到的影響較大。

研究表明，植物也受到了影響。自2004年以來，除草劑對(duì)陸地植物的總毒性增加了1倍。其中一種主要的除草劑是草甘膦，它簡化了耕作，改善了土壤保護(hù)。在20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了能夠耐受草甘膦的轉(zhuǎn)基因作物后，農(nóng)民不再使用毒性更強(qiáng)的除草劑。但從那以后，一些雜草進(jìn)化出了對(duì)草甘膦的抵抗力，農(nóng)民開始噴灑其他類型的除草劑。這會(huì)威脅到生長在農(nóng)田邊緣的開花植物。

甚至有一種通過基因工程減少農(nóng)藥使用的作物——含有蘇云金芽孢桿菌的轉(zhuǎn)基因玉米，其毒性也在迅速增加。與非轉(zhuǎn)基因玉米相比，轉(zhuǎn)基因玉米的總毒性在過去10年里以每年8%的速度快速增長?！斑@有點(diǎn)令人吃驚?！盨chulz說。他猜測，其原因是害蟲正在進(jìn)化出對(duì)兩種玉米中過度使用的化學(xué)物質(zhì)的抵抗力?！斑@確實(shí)是農(nóng)業(yè)面臨的主要問題之一?！?/p>

Schulz希望該研究能幫助決策者和其他人更廣泛地考慮蟲害和雜草控制的復(fù)雜性，以及野生物種的取舍，從而減少無意的傷害。

并未參與這項(xiàng)研究的賓夕法尼亞州立大學(xué)帕克分校的昆蟲學(xué)家John Tooker指出，植物和水生無脊椎動(dòng)物毒性的上升可能導(dǎo)致棲息地和食物資源多樣性的減少，最終波及動(dòng)物種群，并造成損失?！懊绹鴼⑾x劑使用模式和毒性數(shù)據(jù)應(yīng)該對(duì)世界其他地方起到警示作用，很多地方似乎更依賴于殺蟲劑的使用，而不是通過生態(tài)交互作用控制蟲害?！?strong>（馮維維）

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1126/science.abe1148