北美五大湖七鳃鳗入侵问题及其治理

党冠超

（山东师范大学，山东 济南 250000）

随着经济发展和交通运输状况的改善，生物入侵成了世界范围内越来越普遍的生态问题。北美五大湖区在20世纪遭遇了严重的外来生物入侵，本文试对20世纪五大湖区遭受七鳃鳗入侵的概况及研究人员采取的防治措施进行简单的介绍。

1.七鳃鳗入侵五大湖区的条件及过程

北美五大湖位于美国与加拿大的交界处，是（自东向西）安大略湖、伊利湖、休伦湖、密歇根湖和苏必利尔湖这五个淡水湖的总称。五大湖被称为“北美的地中海”，是世界上最大的淡水和地表水系统，总蓄水量达到226840亿立方米，所蓄淡水占世界地表淡水总量的五分之一，占美国地表淡水总量的90%。五大湖总面积约245660平方公里，湖面广阔，水量充足，蕴藏着丰富的渔业资源。

除安大略湖外，上游的四个湖泊高出海平面约180米，尼亚加拉大瀑布就位于伊利湖和安大略湖之间。安大略湖上游的急流和瀑布构建了一个生态屏障，阻挡水生生物由安大略湖迁徙进入其他的四个大湖，同时也拦住了来自大西洋的船只。反过来说，五大湖区中西部的货船能够在沿湖各个城市之间往返，却无法进入大西洋。为了改善贸易条件，促进经济繁荣，美国与加拿大都试图通过开挖运河打通连接五大湖与大西洋的水路。1825年，伊利运河开通，它东起纽约州的奥尔巴尼，西至大湖区的布法罗，使得哈德逊河与伊利湖之间被畅通的水道相连。1829年，加拿大的韦兰运河开通，它由40道船闸组成，使得船只可以经由运河穿越伊利湖和安大略湖之间的丘陵地带。此后，随着货船尺寸和吨位的不断增长和船队规模日益扩大，五大湖区的人工水道也相应进行了数次扩建。伊利运河和韦兰运河的建成引领了经济快速发展、城市迅速扩张的“运河时代”，为五大湖区工业的繁荣创造了有利的交通条件。

不过，随着水路进入五大湖区的有些外国“货物”并不受欢迎，它们的引入完全是出人意料的，可是当人们意识到它们的存在时，这些不速之客已经酿成了严重的后果。这些“货物”就是经由人工水道从大西洋进入五大湖区的外来生物。运河的开通和拓宽使得曾经阻止它们扩展活动范围的天险已经不再起作用了。

七鳃鳗（学名Lampetra japonica）是一种典型的溯河性动物，也就是说同大马哈鱼一样，七鳃鳗也要在淡水河流或小溪中孵化出来并度过它生命的早期阶段，然后迁徙进入海洋中，成长到性成熟之后再回到淡水河流或溪流中产卵，产卵后不久就会死去，如此完成一个生命周期。不过，如果这类溯河性动物运气绝佳，在成长过程中能够进入有着充足食物的大湖，那么它们也就不需要迁徙到海洋里了。因此，五大湖对于七鳃鳗来说绝对是一个营养丰富的饕餮乐园。

发育早期阶段的小七鳃鳗以淡水中的有机物颗粒为食，而进入海洋之后发育完全的七鳃鳗则通过寄生鱼类生活，它能够用吸盘状的嘴牢牢地固定在鱼身上，然后用牙齿咬穿寄主的身体，钻到寄主体内吸食体液和血肉。七鳃鳗的唾液中有一种抗凝剂，这种成分能使伤口难以愈合，以便于七鳃鳗持续取食。七鳃鳗的寄主很广泛，包括鳟鱼、白鲑、梭子鱼、胡瓜鱼、岩鲈、白鲟在内的许多水生生物都会惨遭它们的袭击。

有研究者认为，一些原产于安大略湖和纽约州东部湖泊的七鳃鳗很适应终生在淡水中度过，无须进入海洋。然而也有许多学者相信，在伊利运河开通后，七鳃鳗才在湖泊里定居下来。不管怎么样，这些七鳃鳗数量很有限，而且被尼亚加拉瀑布阻隔，无法继续向西扩展活动范围，所以并没有对地区生态造成什么影响。即使在能够跨越瀑布和急流的人工水道韦兰运河开通后，七鳃鳗也没有马上就利用它进入上游的大湖。1921年，人们第一次在尼亚加拉瀑布上游的伊利湖发现了七鳃鳗。这件事在当时没有引起关注，没有人意识到，一旦这些七鳃鳗数量扩张，将会给五大湖的生态和渔业带来毁灭性的灾难。七鳃鳗的种群难以在伊利湖扩大，因为伊利湖水温相对较高，不利于七鳃鳗的繁殖，然而如果它们再向西游得更远进入其他大湖，就会以惊人的速度增殖。1936年，密歇根湖有人捕获到了第一条七鳃鳗，如野火蔓延般地，1937年和1938年分别在休伦湖与苏必利尔湖也有七鳃鳗被捉到。然后，由七鳃鳗引发的生态浩劫开始了。

2.七鳃鳗入侵的危害

20世纪30年代末，休伦湖的渔民们开始抱怨他们捕捞到的湖鳟不但身上总是带有丑陋的伤口，而且质量也远不如从前了。1938年2月7日《基韦斯特公民报》上的一篇报道指出，在五大湖中逐渐发展壮大起来的海七鳃鳗种群可能会对五大湖的商业捕鱼造成巨大的威胁。这种担心很快就变成了现实发生的灾难。1939年后，休伦湖每年的湖鳟渔获量都在创下最低纪录，1935年休伦湖的渔民捕获了多达174万磅（约790吨）的湖鳟，而这个数字到了1943年则锐减为45.9万磅（约208吨），1947年休伦湖全年仅捕到了12000磅湖鳟（不足5.5吨）。在密歇根湖，湖鳟渔获量的逐年下降是从1943年开始的，这一年创造了密歇根湖近10年来的渔获量峰值记录（686万磅，约合3112吨），然而之后渔获量一路下滑，1947年仅为242.5万磅（约1100吨），1949年在密歇根湖仅有34.3万磅（155.6吨）湖鳟被捕捞上岸，而同一年休伦湖的湖鳟渔获量已经只有1000磅（约450千克）了。据生活在密歇根湖北部沿岸的渔民反映，他们所捕捞上来的湖鳟有70%至90%带有被七鳃鳗寄生留下的累累伤痕。湖鳟是五大湖捕鱼业的支柱，因而它们的损失尤其引人注目，然而考虑到五大湖中白鱼、鲑鱼、鲇鱼等在内的绝大多数鱼类都会遭到七鳃鳗寄生，七鳃鳗的泛滥对五大湖渔业造成的损失根本无法计算。在1950年1月28日的《晚星报》中，一位记者莉莲·考克斯·阿塞描述了这场由意外的入侵者带来的前所未有的灾难：

“……如今，密歇根湖里有数不胜数的死湖鳟。

从湖中被捕捞上来的鱼当中有50%至70%带有伤痕，这些受伤的鱼多数体型较大，那些体长不足17英寸（约合43厘米）的鱼则幸免于难。许多漂亮的大鱼有一到五个伤口，其中有一些已经愈合了，有一些则是新的，还在流血。”

由于每一条雌性七鳃鳗平均会产下62500枚卵，而几乎每条成年的七鳃鳗在追逐猎物的一年中能够杀死40磅（约18千克）的鱼，即使这些卵的成活率极低，它们也能在短短几年内成长为令人胆寒的“吸血鬼”，在五大湖大肆屠戮。莉莲在报道的结尾写道：“种种迹象表明，七鳃鳗是很难缠的强硬对手。根除它们将会使我们付出许多。但是到目前为止，它们已经毁灭了数百万条有商业价值的鱼。”

3.治理七鳃鳗入侵的措施

如莉莲所说，美国和加拿大的确要在治理七鳃鳗上花费许多，但是如果纵容七鳃鳗继续泛滥，将会使两国付出更大代价。为了避免五大湖的捕鱼业彻底被摧毁，美国内政部于1947年划拨两万美元用以在流入密歇根湖北端溪流中设置一系列的围堰，这样一来当七鳃鳗逆流而上寻找适合产卵的场所时就会被抓住。尽管七鳃鳗是一种凶猛残暴的寄生生物，但它也有弱点。经过长期的实地研究和仔细观察，学者弗农·阿普尔盖特发现，七鳃鳗在其一生中最为脆弱的时期就是当它作为幼崽或即将前往开阔水域（如大湖或大海）开启寄生生活的时候，以及进入产卵期之后，这些情况下它们的行动路线是固定的，考虑到休伦湖、密歇根湖和苏必利尔湖只有有限的大约200条溪流适合七鳃鳗产卵，那么这种脆弱性就大大加强了——因为七鳃鳗没有其他选择，只能沿着固定的方向进入人们为它们精心准备的陷阱当中。阿普尔盖特指出，在七鳃鳗产卵的必经之路上设置围堰和堤坝捕获它们是个有效的办法。很快，用于围捕七鳃鳗的围堰、陷阱被广泛地应用起来。这些设计精巧的工程为五大湖的鱼类提供了方便它们跃过的平台和支路，确保不会影响这些饱受七鳃鳗折磨的无辜生物。不过，这种措施也存在一些问题：首先是有些溪流中的地形不适合筑造围堰和堤坝；其二，修造这些设施并加以维护需要较高的成本；另外，洪水可能会冲毁这些设施；最后是七鳃鳗依然有可能越过围堰，逃脱陷阱，哪怕仅有少数七鳃鳗能够到达预定的产卵场所，由于其繁殖潜力惊人，也能够在溪流中产生足以维持其种群数量的后代继续为祸一方。

另一个治理七鳃鳗的方法是使用电子屏障阻断七鳃鳗的产卵路线。研究人员在七鳃鳗即将逆流而上的河水中布设了电子屏障，使用常规的110伏交流电就能有效运转，在水中产生对七鳃鳗来说很强力的电场。这个策略在实践中被证明对于成年的七鳃鳗很有效果，而且电子屏障在建设和操作上既经济又便利。不过，对于正从溪流前往大湖展开寄生生活的“青年”七鳃鳗来说，电子屏障几乎不起作用，这个阶段的七鳃鳗对电流有很强的抵抗力。另外，电子屏障在复杂的自然条件下很容易出现故障，而且依然会被洪水冲垮。

由于五大湖位于美国和加拿大的交界处，除密歇根湖外，其他四个大湖均为两国共有，要想解决五大湖的生态问题，美国与加拿大的合作必不可少。早在1947年，议员拉尔夫·丘奇就指出，七鳃鳗入侵造成的生态危机是一个“国际问题”，并敦促加拿大方面尽快采取相应的行动。很快美国和加拿大就进行了磋商。1955年，五大湖渔业管理委员会成立，在该委员会协调下，美国和加拿大渔业部门在治理七鳃鳗入侵问题上展开密切合作。

五大湖渔业委员会制订的方案是使用化学制剂毒死七鳃鳗的幼崽。要想使用化学药物清理七鳃鳗，就必须找到一种能够毒死七鳃鳗幼崽，同时又不会对五大湖中的其他水生生物和人类构成危害的制剂。为了找到这种特殊的制剂，阿普尔盖特等研究人员对5000种以上的化学药品进行了长期的实验。1957年夏天，阿普尔盖特等人在实验中发现了两种药物可以杀死七鳃鳗幼崽而不会对鳟鱼和蓝鳃鱼幼崽产生危害。1961年，更加有效的试剂大量被洒进与苏必利尔湖相连的溪流中。此时苏必利尔湖已经是五大湖区唯一的鳟鱼商业渔场了。根据加拿大方面的统计，“1961年（苏必利尔湖）渔获量仅为4.4万磅（近20吨），而前一年为10.7万磅（约48.5吨）。10年前渔获量为138.9万磅（约630吨）。”

经过一段时间的持续用药，到1967年为止，研究人员认为他们已经成功将五大湖当中七鳃鳗的数量削减到峰值水平的十分之一左右。不过，药物需要持续施用才能将七鳃鳗数量稳定在合理范围内，因此至今加拿大和美国还需要定期对五大湖区的近两百条溪流进行药物处理，每年要花费大约2000万美元的费用。此外，在控制七鳃鳗种群数量的同时，美国和加拿大也展开了大湖渔业资源的恢复工作，并取得了一些成效，五大湖渔业从七鳃鳗入侵的打击中缓慢地恢复了。

结语

当1921年七鳃鳗第一次在伊利湖被偶然发现时，谁也不会意识到，在20年后，这些入侵者竟然能够将五大湖渔业资源摧毁殆尽，而为了避免这一灾害死灰复燃，100年后人们依然要为这场生态浩劫的善后处理支付不菲的费用。其实，早在1932年，前文提到的记者莉莲就向读者们介绍了大海当中的七鳃鳗，并指出“由于七鳃鳗一直在捕猎鱼类，它们实际上已经成为一个经济问题”。不过她没能预见到如果有一天这种经济问题降临到五大湖区会造成怎样的结果。

如今，世界各国已经有了对外来生物入侵危害的充分认识和防范机制，一些国家在对抗外来生物过程中积累了丰富的经验，但是也付出了极大的代价。虽然在当今的严格管控下，跨过自然屏障远道而来的外来生物已经不太有机会偷偷潜入陌生领域并建立起可观的种群，但是问题在于已经成功入侵了的外来生物该如何清理。

不难发现，对入侵七鳃鳗的成功治理一方面是因为美国和加拿大雄厚的科技、资金投入，另一方面也要归功于两国的通力合作。生物的迁徙并不会遵照政治边界的限制。生态环境领域的问题往往会演变成区域乃至全球的共同问题。当今热点的生态环境问题，不管是全球气候变化、跨国污染，还是本文探讨的外来生物入侵，都无法由哪个国家独立解决，更不会有哪个国家可以置身事外。1962年加拿大渔业研究委员会曾经抱怨，尽管加拿大方面在防治五大湖区七鳃鳗的攻坚战中取得进展，但美国方面的管控不力使得加拿大的大量成果付诸东流。历史的经验和教训要求面对危机的每一个国家都必须负起责任来，切实投入自己的资源，携手并肩面对自然带来的挑战。