1993年，日本宍道湖附近開始使用新菸鹼類殺蟲劑。自那之後，日本鰻鱺和香魚的種群數量大幅下降。
攝影：PAULIO OLIVERIA, ALAMY
1993年5月，日本西南部宍道湖附近的稻農開始大規模使用一種名為“吡蟲啉”的殺蟲劑。
那一年，處於食物鏈底層的節肢動物，比如甲殼類動物和浮游動物的種群數量開始直線下降。到1994年底，以這些動物為食的兩種商業魚類：鰻魚和香魚，也出現了同樣的情況。這些年，隨著吡蟲啉和其他新菸鹼類殺蟲劑的使用在不斷增多，這些魚再也沒有恢復過來。
這些研究結果發表於11月初的《科學》雜誌，首次證實全世界廣泛使用的新菸鹼是一種有毒的殺蟲劑，它們會滲入水生生態系統，並嚴重破壞漁業，導致產量大幅下降。而且，科學家認為，日本並不是個例，全世界的水生生態系統可能都遭到了新菸鹼的嚴重破壞，日本只是一個鮮活的案例。
宍道湖的情況比較特殊，早在20世紀80年代初，科學家就開始研究那裡的漁業情況；十多年後，殺蟲劑才被引入。這樣的數據集很少見。宍道湖的研究人員記錄了大量信息，包括水質、節肢動物和浮游動物的種群情況，以及魚的數量。
在Masumi Yamamuro的帶領下，研究著者與日本地質調查局、東京大學一起，尋找引入新菸鹼與食物鏈崩潰之間的聯繫。
科學家計算了1993年新菸鹼類殺蟲劑引入之前和之後12年裡，湖中浮游動物（小型甲殼類動物以及魚類捕食的其他動物）的平均數量；他們發現，浮游動物生物量減少了83%。
在2016年的調查中，沒有發現羽搖蚊幼蟲，這讓Yamamuro感到震驚。
“我非常驚訝，”她說：“1982年我還是一個本科生，當時這裡有無數的羽搖蚊幼蟲。”
拜耳作物科學公司的發言人Darren Wallis對新菸鹼類殺蟲劑與漁業崩潰之間的明顯聯繫，提出了質疑。2018年，拜耳收購了孟山都；拜爾也是最大的新菸鹼類藥物生產商之一。
Wallis說：“論文得出的結論顯然站不住腳”，因為“眾所周知，水生環境是動態系統，受到很多物理和化學變量的影響。”
但《國家地理》採訪的另外六位研究者卻不贊同這種說法，他們都沒有直接參與此次研究，不少人對這種密不可分的關聯性感到吃驚。
悉尼大學的生態毒理學家Francisco Sanchez-Bayo沒有參與研究，他表示：“這項研究展示了香魚和鰻魚，這兩種有著重要商業價值的魚類的減少是由新菸鹼造成的，因為沒有其他的可能因素會隨著時間推移影響它們。”
Sanchez-Bayo還補充說，雖然研究只說明瞭殺蟲劑的使用與漁業崩潰之間的聯繫，但新菸鹼類殺蟲劑引入後，浮游生物和魚類立即大幅減少，這一點很能說明問題。例如，其他很多潛在因素並沒有發生顯著變化，如鹽度、氯含量、含沙量、溶氧量，以及其他水質指標。
Olaf Jensen是羅格斯大學研究水汙染物影響的專家，他把新菸鹼帶來的影響比作持續的高壓力。“每年使用殺蟲劑都會反覆干擾環境，就像小型石油洩漏一樣。”
水生生態數據缺失
20世紀90年代，新菸鹼首次大規模投入生產。這種物質的化學特性類似尼古丁，由於對節肢動物的毒性更有選擇性、對哺乳動物等大型動物的致命性更低，新菸鹼取代了一些化工原料，被譽為更安全的替代品。這些化學物質會阻斷昆蟲神經系統的接收器，導致麻痺和死亡。
然而，越來越多的研究表明，這些化學物質會帶來意想不到的後果。例如，它們對幾種蜜蜂和蝴蝶是致命的，三種最常用的新菸鹼類殺蟲劑：吡蟲啉、噻蟲胺和噻蟲嗪已被歐盟禁止戶外使用。
但普渡大學的水生生態學家Jason Hoverman表示，關於它們對淡水和海洋生態系統的影響，研究甚少。
“新菸鹼的相關研究主要集中在陸地系統上，而這次研究表明，它們也可能通過改變食物鏈，對水生系統造成不利影響。”
這些殺蟲劑是系統性的，植物吸收後，將之存在葉片和其他組織中，並在種子周圍裹上一層，但它們常被衝到土壤中，跟隨徑流排走。研究表明，新菸鹼類殺蟲劑會汙染湖泊和溪流等地表水，而且這在世界各地都很常見。
這篇論文建議監管機構重新思考批准使用這些化學物質的流程，以及在審批前應該進行哪些研究。英國薩塞克斯大學的生物學教授Dave Goulson與另外232人一起，聯名寫信要求加強對這些物質的限制。
羅格斯大學的Jensen補充說，監管研究通常包括對特定動物的短期影響，但間接和長期影響還沒有囊括在內，比如新菸鹼類殺蟲劑對食物鏈的影響。他從自己的角度寫了一篇分析文章，與研究結果一起發表在《科學》雜誌上。
研究人員觀察發現，新菸鹼會帶來很多嚴重問題。例如，9月發表於《科學》的一項研究指出，使用新菸鹼類殺蟲劑會給鳥類帶來很大的影響，它們的種群數量一直在下降。
越來越多的研究發現，新菸鹼類殺蟲劑會導致非目標昆蟲的數量下降，全球節肢動物的減少也與這些化學物質有關。
全球問題
Yamamuro說，宍道湖受到的影響尤其明顯，因為這裡是鹹水環境，物種多樣性低於淡水湖泊，因此更容易被新菸鹼類殺蟲劑破壞。
“我認為其他鹹水環境也會發生類似的崩潰，比如在種植水稻並使用新菸鹼類殺蟲劑的國家，瀉湖和上河口容易受影響。”
稻田裡的殺蟲劑很容易被水裹挾著帶走，Yamamuro說，她猜測這方面的影響非常嚴重。新菸鹼類殺蟲劑具有水溶性的，而且藥效持久，因此這是全球性的汙染問題，甚至會發生在使用新菸鹼類殺蟲劑種植玉米和大豆等旱地作物的地區。
環保組織生物多樣性中心的Nathan Donley說：“新菸鹼類殺蟲劑應該接受更嚴格的監管。”他表示，這篇論文再一次證明，應該加大對非化學手段控制害蟲的研究投入，比如複種、利用覆蓋作物等。
普渡大學的Hoverman也認為，“一邊是生產糧食，一邊是這些活動對環境造成的影響，如何平衡這兩方面是人類社會的永恆挑戰。”
“很顯然，殺蟲劑的使命是殺死害蟲，噴灑之後它們就會發揮作用。投資技術，減少對殺蟲劑的依賴，意味著減少對環境的影響。”
在最後的結論中，研究人員引用了Rachel Carson在1962年的經典之作《寂靜的春天》中，關於殺蟲劑的評論。“現在幾乎全世界都把這些噴霧劑、粉劑和氣霧劑用在農場、花園、森林和家裡——這些無選擇性的化學藥劑能殺死一切昆蟲，無論是‘益蟲’還是‘害蟲’，它們讓鳥兒無法再歌唱，讓魚兒無法躍出水面。”
研究人員寫道，現在，近60年過去了，Carson的話有著詭異的前瞻性。“新菸鹼類殺蟲劑對日本內陸水域造成的生態和經濟影響，證實了Carson的預言。”
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