撰文：DOUGLAS MAIN
蜉蝣数量正在急剧减少，由天气雷达上可见，数十亿只蜉蝣成群死去，这反映了全世界昆虫面临的困境。
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明尼苏达州，一之会挖洞的蜉蝣(Hexagenia limbata）刚刚落到了叶片上。2012年至2019年，密西西比河上游盆地的蜉蝣数量下降了52%。摄影：MICHAEL FRANCIS, EARTH SCENES, NAT GEO IMAGE COLLECTION
每到夏天，湖泊和河流中的蜉蝣数量会突然爆发，它们成群飞上北美的天空。这些昆虫在北密西西比河流域和五大湖尤其多，稚虫时期水生，之后会蜕皮羽化成亚成虫、成虫。蜉蝣集结时，有时会形成多达800亿个成虫组成的蜉蝣大军，由于数量如此庞大，在水边城镇，它们有时会被扫雪机铲起。
蜉蝣的大量涌现为各种动物提供了食物，比如鲈鱼和其他重要的经济淡水鱼，以及鸟类和蝙蝠。但新的研究表明，蜉蝣的数量正在下降。最近发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的一项研究指出，自2012年以来，在整个密西西比北部和伊利湖地区，蜉蝣的数量减少了50%以上，污染和藻华可能是两大幕后元凶。
“我们很惊讶地发现，蜉蝣的数量在逐年下降。这太出乎意料了，”研究报告的主要撰写人、美国圣母大学的生物气象学家Phillip Stepanian说道。
一大群蜉蝣黑压压地一片出现在用于追踪雨雪的天气雷达上，在很长一段时间里，气象学家对这些信号不以为意，只是当作一种“噪音”，他说道。但是，作为一名经验丰富的气象学家，Stepanian意识到这些信号可能会提供一些非常有用的信息，比如像鸟类和昆虫等动物的数量和运动。
动画显示了六月下旬在伊利湖爆发的蜉蝣群，据气象雷达监测，蜉蝣的数量可能超过20亿只。
在论文中，Stepanian和同事使用雷达来估计蜉蝣的数量，并通过与河底和湖底沉积物中蜉蝣稚虫的数量进行比较验证了该方法。
研究显示，2015年到2019年之间，伊利湖西部Hexagenia属挖洞蜉蝣的数量减少了84%。在附近的密西西比河流域北部，蜉蝣的数量在2012年到2019年间下降了52%。
蜉蝣数量的急剧减少会对生态环境影响显著，因为昆虫是食物链中重要的一环，是各种捕食者的猎物。它们还会把成吨的营养物质从水中转移到土地上，这是一种宝贵的生态服务。
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蜉蝣要经历两个蜕变期。当它们从稚虫变成亚成虫时，会栖息在岸边，或者像灯柱一样的物体上。几个小时后，它们就会变干，再次蜕皮，成为成虫，在黄昏时分飞向配偶完成交配——然后死去。摄影：PHILLIP STEPANIAN
“蜉蝣在水生态系统和陆地生态系统中都起着关键作用，”普渡大学(Purdue University)生态学家Jason Hoverman说道。
“作为被捕食者，它们的地位至关重要，其数量的减少会给整个食物网的消费者带来连锁效应。”
可能的原因
蜉蝣数量的下降有几个可能的原因。首先，近年来，在伊利湖和中西部的许多淡水系统中，新烟碱类杀虫剂农药的含量有所上升，这些化学物质对许多昆虫都有毒性。根据2018年的一项研究，在五大湖支流中，这类杀虫剂的含量是美国环保署设定的农药水生物基准保护水平的40倍。
其次，伊利湖饱受藻华困扰，这是由富含化肥和其他污染物的径流造成的。藻华会导致缺氧的“死亡地带”，这些区域对蜉蝣稚虫等生活在海底的生物来说是有毒的。第三，随着气候的变化，水温也在变暖，这可能会影响动物的生命周期，并可能会减少湖中的氧气循环。
海德尔堡大学(Heidelberg University)国家水质研究中心(National Center for water quality Research)荣誉主任Kenneth Krieger表示，蜉蝣可作为水质的总体指标，这也是为什么蜉蝣数量的下降令人担忧的原因。
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对人类来说，蜉蝣群可能有点讨厌，或者也可能觉得非常神奇。作为被捕食者，它们为许多生物提供了食物，如鱼和鸟。摄影：PHILLIP STEPANIAN
“其他水生昆虫物种可能也正因为同样的原因经历着同样的衰退，”澳大利亚悉尼大学的生态学家Francisco Sanchez-Bayo补充道。“这些地区以昆虫为食的鸟类、青蛙、蝙蝠和鱼类的数量也会减少，这是不可避免的后果。”
昆虫的启示
其他昆虫也面临同样的困境：全球各地的研究表明，多种昆虫的数量都呈下降趋势。去年4月发表在《生物保护》(Biological Conservation)的一项研究表明，40%的昆虫物种正在减少，可能在未来几十年内灭绝。
新烟碱类杀虫剂因其对水生昆虫的毒性而臭名昭著，蜉蝣似乎对它们特别敏感。最近的另一项研究发现，在日本的一个湖泊中使用新烟碱导致了水生无脊椎动物的减少，以它们为食的具有重要商业价值的两种鱼类的数量也开始骤减。
蜉蝣种群的数量在几十年前就有过下降，后来又恢复了，但近几年的持续下降令人倍感不安，Hoverman说道。
他说:“越来越多的研究表明，昆虫数量已经大幅下降，这项研究又添一例证。”
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