1993年，日本宍道湖附近开始使用新烟碱类杀虫剂。自那之后，日本鳗鲡和香鱼的种群数量大幅下降。
1993年5月，日本西南部宍道湖附近的稻农开始大规模使用一种名为“吡虫啉”的杀虫剂。
那一年，处于食物链底层的节肢动物，比如甲壳类动物和浮游动物的种群数量开始直线下降。到1994年底，以这些动物为食的两种商业鱼类：鳗鱼和香鱼，也出现了同样的情况。这些年，随着吡虫啉和其他新烟碱类杀虫剂的使用在不断增多，这些鱼再也没有恢复过来。
这些研究结果发表于11月初的《科学》杂志，首次证实全世界广泛使用的新烟碱是一种有毒的杀虫剂，它们会渗入水生生态系统，并严重破坏渔业，导致产量大幅下降。而且，科学家认为，日本并不是个例，全世界的水生生态系统可能都遭到了新烟碱的严重破坏，日本只是一个鲜活的案例。
宍道湖的情况比较特殊，早在20世纪80年代初，科学家就开始研究那里的渔业情况；十多年后，杀虫剂才被引入。这样的数据集很少见。宍道湖的研究人员记录了大量信息，包括水质、节肢动物和浮游动物的种群情况，以及鱼的数量。
在Masumi Yamamuro的带领下，研究著者与日本地质调查局、东京大学一起，寻找引入新烟碱与食物链崩溃之间的联系。
科学家计算了1993年新烟碱类杀虫剂引入之前和之后12年里，湖中浮游动物（小型甲壳类动物以及鱼类捕食的其他动物）的平均数量；他们发现，浮游动物生物量减少了83%。
在2016年的调查中，没有发现羽摇蚊幼虫，这让Yamamuro感到震惊。
“我非常惊讶，”她说：“1982年我还是一个本科生，当时这里有无数的羽摇蚊幼虫。”
拜耳作物科学公司的发言人Darren Wallis对新烟碱类杀虫剂与渔业崩溃之间的明显联系，提出了质疑。2018年，拜耳收购了孟山都；拜尔也是最大的新烟碱类药物生产商之一。
Wallis说：“论文得出的结论显然站不住脚”，因为“众所周知，水生环境是动态系统，受到很多物理和化学变量的影响。”
但《国家地理》采访的另外六位研究者却不赞同这种说法，他们都没有直接参与此次研究，不少人对这种密不可分的关联性感到吃惊。
悉尼大学的生态毒理学家Francisco Sanchez-Bayo没有参与研究，他表示：“这项研究展示了香鱼和鳗鱼，这两种有着重要商业价值的鱼类的减少是由新烟碱造成的，因为没有其他的可能因素会随着时间推移影响它们。”
Sanchez-Bayo还补充说，虽然研究只说明了杀虫剂的使用与渔业崩溃之间的联系，但新烟碱类杀虫剂引入后，浮游生物和鱼类立即大幅减少，这一点很能说明问题。例如，其他很多潜在因素并没有发生显著变化，如盐度、氯含量、含沙量、溶氧量，以及其他水质指标。
Olaf Jensen是罗格斯大学研究水污染物影响的专家，他把新烟碱带来的影响比作持续的高压力。“每年使用杀虫剂都会反复干扰环境，就像小型石油泄漏一样。”
水生生态数据缺失
20世纪90年代，新烟碱首次大规模投入生产。这种物质的化学特性类似尼古丁，由于对节肢动物的毒性更有选择性、对哺乳动物等大型动物的致命性更低，新烟碱取代了一些化工原料，被誉为更安全的替代品。这些化学物质会阻断昆虫神经系统的接收器，导致麻痹和死亡。
然而，越来越多的研究表明，这些化学物质会带来意想不到的后果。例如，它们对几种蜜蜂和蝴蝶是致命的，三种最常用的新烟碱类杀虫剂：吡虫啉、噻虫胺和噻虫嗪已被欧盟禁止户外使用。
但普渡大学的水生生态学家Jason Hoverman表示，关于它们对淡水和海洋生态系统的影响，研究甚少。
“新烟碱的相关研究主要集中在陆地系统上，而这次研究表明，它们也可能通过改变食物链，对水生系统造成不利影响。”
这些杀虫剂是系统性的，植物吸收后，将之存在叶片和其他组织中，并在种子周围裹上一层，但它们常被冲到土壤中，跟随径流排走。研究表明，新烟碱类杀虫剂会污染湖泊和溪流等地表水，而且这在世界各地都很常见。
这篇论文建议监管机构重新思考批准使用这些化学物质的流程，以及在审批前应该进行哪些研究。英国萨塞克斯大学的生物学教授Dave Goulson与另外232人一起，联名写信要求加强对这些物质的限制。
罗格斯大学的Jensen补充说，监管研究通常包括对特定动物的短期影响，但间接和长期影响还没有囊括在内，比如新烟碱类杀虫剂对食物链的影响。他从自己的角度写了一篇分析文章，与研究结果一起发表在《科学》杂志上。
研究人员观察发现，新烟碱会带来很多严重问题。例如，9月发表于《科学》的一项研究指出，使用新烟碱类杀虫剂会给鸟类带来很大的影响，它们的种群数量一直在下降。
越来越多的研究发现，新烟碱类杀虫剂会导致非目标昆虫的数量下降，全球节肢动物的减少也与这些化学物质有关。
全球问题
Yamamuro说，宍道湖受到的影响尤其明显，因为这里是咸水环境，物种多样性低于淡水湖泊，因此更容易被新烟碱类杀虫剂破坏。
“我认为其他咸水环境也会发生类似的崩溃，比如在种植水稻并使用新烟碱类杀虫剂的国家，泻湖和上河口容易受影响。”
稻田里的杀虫剂很容易被水裹挟着带走，Yamamuro说，她猜测这方面的影响非常严重。新烟碱类杀虫剂具有水溶性的，而且药效持久，因此这是全球性的污染问题，甚至会发生在使用新烟碱类杀虫剂种植玉米和大豆等旱地作物的地区。
环保组织生物多样性中心的Nathan Donley说：“新烟碱类杀虫剂应该接受更严格的监管。”他表示，这篇论文再一次证明，应该加大对非化学手段控制害虫的研究投入，比如复种、利用覆盖作物等。
普渡大学的Hoverman也认为，“一边是生产粮食，一边是这些活动对环境造成的影响，如何平衡这两方面是人类社会的永恒挑战。”
“很显然，杀虫剂的使命是杀死害虫，喷洒之后它们就会发挥作用。投资技术，减少对杀虫剂的依赖，意味着减少对环境的影响。”
在最后的结论中，研究人员引用了Rachel Carson在1962年的经典之作《寂静的春天》中，关于杀虫剂的评论。“现在几乎全世界都把这些喷雾剂、粉剂和气雾剂用在农场、花园、森林和家里——这些无选择性的化学药剂能杀死一切昆虫，无论是‘益虫’还是‘害虫’，它们让鸟儿无法再歌唱，让鱼儿无法跃出水面。”
研究人员写道，现在，近60年过去了，Carson的话有着诡异的前瞻性。“新烟碱类杀虫剂对日本内陆水域造成的生态和经济影响，证实了Carson的预言。”
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