第二节 生 态 灭 螺
一、基本原理
生态灭螺是指结合钉螺的生理学和生物学特性,通过改变生态(水、土、草等)环境,使之不利于钉螺生长繁殖从而达到控制和消除钉螺的目的。生态灭螺是目前国内外深入研究的发展方向,也是我国灭螺的主要措施之一。生态灭螺具有效果显著持久的优点,但是由于一次性投入较大,需要因地制宜分阶段分步骤进行。
二、适用范围
生态灭螺的方法较多,可依据不同类型环境选择适宜的生态灭螺方法。对于长江中下游洲滩或湖滩有钉螺孳生的自然湿地可采取建闸、筑坝等方式控制水位,水位控制后对有螺滩地进行围垦种植,改变钉螺孳生环境以消灭钉螺;低洼湿地可采用矮围高网蓄水养殖的方法,改变冬陆夏水生态条件以控制钉螺;对于滩程较高的滩地可采用不围垦种或林间翻耕种植的方法控制钉螺;对于渗水山坡、灌木林地(包括竹园)、乱石滩、果园苗圃等有螺环境也可用沙埋法进行灭螺;对沟渠、池塘等有螺环境可通过填埋、开新填旧或硬化护坡的方式进行灭螺;对田地有螺环境通过调整农业种植结构,采取水改旱和作物轮作等方式,改变钉螺孳生环境以达到消灭钉螺的目的。生态灭螺方法的选择应因地制宜,尽可能做到既发挥灭螺作用,又能够结合农田水利建设及滩涂治理,产生一定的经济效益,从而增加人们实施生态灭螺的积极性和主动性,持续保持生态灭螺的长期效果。
三、应用现状
在我国血吸虫病防治历程中,生态灭螺始终是有效控制血吸虫病流行的重要举措。我国消灭的钉螺面积绝大多数是通过生态灭螺的方法实现的,我国血防第一面红旗余江县实现消灭血吸虫病目标,其主要措施就是通过采取沟渠硬化、开新填旧等生态灭螺的方法,彻底消灭了境内钉螺,进而实现消灭血吸虫病的目标,60年之后至今仍未发现钉螺,防治成果非常巩固。20世纪六七十年代,长江中下游的江洲湖滩地区、洞庭湖、鄱阳湖区,根据水利部门的统一规划,开展了大规模的生态灭螺工程,对一些较大湖泊采取高圩垦植灭螺、围湖造田灭螺,使原来望而生畏的大面积湖滩变害为利,血防区到处呈现千军万马送瘟神的壮观场面,使过去的钉螺窝变为物产丰富的粮油区,彻底改变了钉螺孳生环境,建设成众多农场、湖泊,消灭了数以亿计平方米的有螺面积,为我国血吸虫病流行最为严重的地区摆脱血吸虫病危害作出了重要贡献。如据1976年调查,安徽省采取高圩垦植的龙湖、大官湖、黄湖、泊湖、漳湖、青草湖、冶塘湖、菜子湖、枫沙湖、竹丝湖、琚民湖、台湖、南猗湖等13个湖泊,均基本消灭了钉螺。全省通过围垦种植消灭钉螺56 360万m2,约占湖沼地区有螺总面积的80%。1982年WHO官员朱光玉博士考察七里湖灭螺工程,认为七里湖灭螺工程是世界上为消灭一种疾病而建造的伟大工程,是罕见的壮举。全省通过围垦修建的华阳河农场(1956年修建)、九成畈农场(1958年修建)、皖河农场(1958年修建)、普济圩农场(1956年修建),分别消灭钉螺面积1 200万m2、2 116万m2、1 449万m2、996万m2,并分别于1981、1972、1974、1973年达到基本消灭血吸虫病标准。全国其他血吸虫病流行省份,同样也大力实施生态灭螺措施,因地制宜实施开新填旧、翻耕垦种、围湖造田等生态灭螺措施,实现了与安徽省相同的血吸虫病控制效果。在过去缺少机械化作业的条件下,生态灭螺措施需要投入大量人力,人力资源投入多,一个工程多则需要消耗几十万个劳动日,在当时全国集体经济体制下,往往能够组织实施。进入20世纪80年代后,动用众多劳动力资源难度越来越大,加之受到行洪、防汛的限制,实施大规模的生态灭螺措施逐渐减少。但区域性的生态灭螺措施仍然是各地消灭钉螺的主要方法。20世纪90年代,我国世界银行贷款血吸虫病防治项目将小环境改造灭螺作为钉螺控制重要手段予以支持。21世纪以来,为了加快实现我国血吸虫病中长期规划目标,国家相继设置农业、水利、林业、国土等血吸虫病综合治理项目,进一步加强了生态灭螺措施的组织实施,为我国进一步压缩钉螺面积提供了重要基础。
四、生态灭螺方法
(一)围垦灭螺
在有钉螺的地区通过翻耕种植、开沟沥水等,改变钉螺生态环境,使其孳生环境干燥、食物(如藻类、蕨类、苔藓、草本种子等)减少、失去屏蔽,同时翻耕可将钉螺压埋于土内,使其缺氧窒息,影响其交配产卵等,在诸因素综合作用下钉螺逐渐消亡(图4-6)。在江洲湖滩地区,根据环境特征以及蓄洪、泄洪等要求,结合农田水利建设,在有螺滩地通过修筑高于滩面的矮堤或高堤,修建控制水位的闸口,变自然湿地为人工湿地,然后在圩堤内开垦种植,改变钉螺孳生环境,达到控制和消灭钉螺的效果。在有螺滩地垦种不仅可取得一定的灭螺效果,还可取得一定的经济效益。但也可能影响泄洪和珍稀动植物栖息生长,在大范围滩涂湿地实施该项目应加以充分考虑。围垦灭螺尤其适应于钉螺分布广泛的江洲湖滩环境。
图4-6 围垦灭螺现场
(二)水淹灭螺
通过蓄水使钉螺长期淹没于水中,长时间的水淹可以影响钉螺的交配和产卵,抑制钉螺胚胎发育,引起成螺性腺受损及螺体代谢障碍(图4-7)。水淹时间越长钉螺死亡率越高,通常延续水淹8个月以上则没有钉螺孳生,从而实现消灭钉螺的目的。常用方法有堵湖汊蓄水养殖、修建山塘或水库、开挖鱼池,在水位波动的湖滩、江滩地区则采用高围蓄水养殖和矮围高网蓄水养殖。水淹灭螺往往与水产养殖相结合,此方法在消灭钉螺的同时,可获得水产等经济效益。如在湖沼型流行区可采取堵湖汊灭螺的方式,消灭湖滩环境钉螺,即在湖汊口处修筑堤坝,建立闸门,控制湖汊内的水位使其稳定在一定的高程,水位线以上进行开垦种植,水位线以下进行水产养殖。湖汊被围堵后,湖汊内水位稳定在一定高程范围内,水位涨落幅度变小,从而改变了钉螺孳生环境。水位线以上适宜于种植的环境进行开垦,其余环境则采取药杀等方法灭螺。水位线以下,长期水淹。这些都改变了钉螺孳生、繁殖的基本环境条件,钉螺逐渐减少,最终被消灭。水淹灭螺的关键是要确保有螺环境能够连续至少8个月保持被淹没状态,否则将影响水淹灭螺的效果。此外,为了避免或减少钉螺上爬,对于蓄水区域露出水面的植物要全部清除,水域沿岸可采用化学灭螺的方法沿边药浸,及时处理上爬的钉螺。
图4-7 水淹灭螺
(三)渠道硬化
渠道水位变化范围内的边坡土壤含水率较高,并生长杂草,适宜钉螺孳生。通过采用现浇或预制混凝土、浆砌块石等措施硬化有螺河(堤)岸坡或沟渠,消除钉螺生长必需的泥土、植被、水等条件。渠道边坡硬化后,渠道最高水位以上的边坡干燥,最低水位以下的边坡因常年有水,钉螺均不能存活,可达到消灭钉螺的目的。硬化护坡防螺是指在堤坡一定范围内,采用现浇混凝土、混凝土预制块、浆砌石及经论证推广应用的新材料、新工艺等硬化材料,沿堤脚向上直接铺成连续的覆盖式护坡,以破坏钉螺孳生环境。堤坡硬化多适用于宽度较小且高程较低的外滩或无滩堤防工程。为了保障渠道硬化切实发挥长期灭螺效果,在渠道硬化设计及实施过程中,首先要明确渠道边坡硬化范围,硬化断面应上至渠顶或设计水位以上0.5m,下至最低运行水位以下1m或渠底。渠道硬化的材料及型式一般选择现浇混凝土、预制混凝土块(板)、浆砌石和砖砌等,也可选择经论证能抑制钉螺孳生的硬化材料。渠道硬化表面的缝隙,易长杂草,是钉螺的孳生地,渠道硬化表面宜保持光滑、平整、无缝。如果有螺渠道较长,不能一次性完成硬化工程,在设计及实施工程中应按照自上而下的原则,分段组织实施。此外,混凝土硬化河岸改变了湿地生态结构,阻隔了水相和陆相生物交换通道,可导致湿地生态系统失衡和功能退化,影响环境自净能力,以致破坏自然景观,对于工程较大的硬化工程中应组织开展环境评估。渠道硬化施工清除的有螺土,应进行深埋、药物等灭螺处理,防止螺土搬家导致钉螺扩散(图4-8)。
图4-8 沟渠硬化灭螺
(四)土埋灭螺
图4-9 开新沟填旧沟灭螺
土埋灭螺包括开新填旧、移沟土埋、挑土填埋、卷滩土埋等,将钉螺压埋于30cm以上厚度土层中,并压紧夯实不使钉螺爬出,使之缺氧和饥饿而死亡。同时土埋灭螺可能影响微生物生境和水土保持。土埋灭螺中最常用的方法为开新填旧,即将旧沟两岸的有螺草土铲10~15cm推至沟底,清扫两遍,然后开挖新的排灌沟渠,将挖出的无螺土填入旧沟中,厚度至少30cm,并打紧夯实,旧的沟渠废弃,改换新的渠道,主要是用于处理有螺的灌溉沟渠(图4-9)。但在实施过程中需要注意对老的有螺沟渠应彻底清除,若有钉螺输入或残留少量钉螺,则会重新成为钉螺孳生地,造成“留下一对螺,白挖一条河”现象。在田地整治过程中,也可以直接将有螺沟渠用无螺土填埋。在流行区一些坑塘、洼地往往是钉螺难以控制的复杂有螺环境,化学灭螺方法效果往往不理想,可采取就近取无螺土填平或抬高坑塘、洼地等有螺环境,达到防止或减少钉螺孳生的目的。在填埋坑塘、洼地时,应先对塘、洼周围钉螺孳生环境进行药物处理或铲除周围土层,深度超过0.15m,铲除的有螺弃土应堆放于坑塘底部,然后再用无螺土压实夯紧,无螺土覆盖厚度至少0.3m,填埋高度应至附近地面高程线或以上,并有一定的坡度,利于排水,防止积水重新形成洼地。土埋灭螺特别适用于水网地区及山丘型地区田地、沟渠等有螺环境,除人工成本外,其他费用少,对生态环境也不产生影响。在血吸虫病开展农田水利建设以及实施土地整治项目,应根据钉螺分布现状规划项目实施方案,采取开新填旧、移沟土埋、挑土填埋等土埋灭螺的方法消灭钉螺,充分发挥建设项目经济和血吸虫病防治等多重效益。
(五)兴林抑螺
我国在20世纪90年代开展了“兴林灭螺/抑螺”“抑螺防病林”的研究和现场应用。提出了林业血防生态工程理念,林业血防生态工程建设是以生态经济为原理,以林业生态工程为手段,以改善生态和发展经济为途径,突出生态改善,最终实现抑螺防病的根本目的。具体措施为根据滩地不同的自然条件,做到宜林则林,宜农则农,宜渔则渔,宜副则副,将林业和农、牧、副、渔业有机结合,建立以林为主的自然-经济-社会复合生态系统,通过改善自然环境,提高生物多样性,获得生态改善和经济收益,达到抑螺防病,实现复合效益的充分发挥。其原理主要为结合林间翻耕种植改变生态条件,抑制了钉螺喜食的藻类、苔藓、蕨类和草本种子植物等的孳生,影响钉螺食物结构、干扰钉螺能量代谢而发挥灭螺或抑螺作用,或选种一些具有他感作用的植物抑制钉螺的生长。
“兴林抑螺”为湖沼型地区及复杂的山丘型地区提供了控制钉螺的新的方法和手段(图4-10)。但“兴林”本身并不能灭螺,须通过建立林农、林渔复合生态系统进行综合治理。因此,山区有螺林区应配套林下间种,并注意引排地下水;在滩面较高的河湖湿地结合林间翻耕种植,在低滩洼地则结合蓄水养殖建立林农复合生态系统以控制和消除钉螺。依据各环境及当地的社会经济发展水平选择适宜的工程模式。单纯林业模式即对有螺滩地进行彻底的环境改造,毁灭芦苇、机耕深翻、平整土地、开沟沥水,做到路路相连、沟沟相通、林地平整、雨停地干,在环境改造后的滩地种植树木。林农间种模式即滩地造林为宽行窄距,在行与行之间留有较大空地,在林地早期坚持对林下空地翻耕间种,直接将钉螺及其食物埋入土中,是林农间种模式灭螺的重要措施。此外,可在林间选种一些作物,利用其他感作用抑制或杀灭钉螺。林农渔或林农牧渔模式即对于高程差较大的有螺滩面,在高滩面实施林农间种的同时,对低洼滩地进行改造,可建闸蓄水养鱼,通过水淹灭螺和鱼吃螺,降低钉螺密度,起到灭螺防病的作用。在林农渔模式基础上,进行家禽、家畜饲养,便构成了林农牧渔模式。农作物喂养禽畜,禽畜的粪便经无害处理后给鱼池施肥,构成了一条高效的经营模式。在山丘型地区可实施经济林模式,改变了钉螺的生存环境,干扰了钉螺对营养物质的摄取及能量代谢过程,钉螺体内糖原减少,能源枯竭,导致钉螺生长发育障碍,起到控制和消灭钉螺的效果。“兴林抑螺”发挥灭螺效果的关键是要严格按照林业血防工程技术规范要求组织实施,要重视和加强工程抚育管理和后期维护,提高造林效益和造林质量,林农模式要坚持翻耕套种,才能达到消灭钉螺的目的。
图4-10 以林代芦(林农间种模式)
(六)水改旱和作物轮作
水改旱是指因地制宜,将有钉螺分布的低产水田,结合农田基本建设基础上,改为旱地(图4-11),调整农业种植结构,达到改变钉螺孳生环境的目的。通过调整农业结构,开展水旱轮作、间作套种等种植模式,改变了钉螺水陆两栖的孳生环境。现场研究显示通过该方法,活螺框数出现率、活螺平均密度、感染框出现率、感染螺平均密度和钉螺感染率以及有螺面积均呈现大幅度的降低,研究表明水旱轮作每3年轮作一次较为适宜。在实施水改旱和作物轮作过程中,由于水田的钉螺一般孳生在田埂及田沟相通处,分布在田埂及田边的钉螺往往处置不理想,可在无水或者浅水季节,就近取无螺土,覆盖在有螺的田埂上及田边,并夯实打紧,将钉螺埋入埂内。
图4-11 水田改作旱地
(七)抬洲降滩
江湖洲滩地区由于土壤湿润、植被茂盛、水位具有季节性变化的特点,这些自然因素有利于钉螺孳生繁殖,水位的变化幅度及范围直接影响钉螺的分布区域。即在江洲湖滩地区钉螺分布范围往往在最高无螺高程和最低无螺高程之间。该类地区可依据钉螺的分布及自然环境因素特征,采取填土覆盖的方法将有螺洲滩抬高至当地最高无螺高程线以上,或是通过取土、疏浚等工程措施,将有螺洲滩降低至当地最低无螺高程线以下,达到破坏钉螺孳生环境,消灭钉螺的目的。“抬洲”是指在靠近外堤坡处填筑一道防螺平台,防螺平台的台顶高程应高于相应河段的最高无螺高程线,坡面设置现浇混凝土护坡,以防钉螺在此孳生繁育;顶部宽度不应小于1m,当平台较宽时,平台的顶面应规则平整,避免形成新的坑凼,以防止形成新的钉螺孳生环境。在不影响行洪的情况下,尽可能抬高防螺平台的顶部高程,增加宽度,保持常年绝大部分时间干燥,以彻底改变钉螺孳生的环境。“降滩”是指在“抬洲”区以外的其他滩地进行开挖,确保该部分滩地开挖后低于该区域最低无螺高程线,其目的同样是防止钉螺在此孳生繁育。“降滩”开挖的土方应尽量全部用于“抬洲”或“填塘固基”,设计和施工过程中都要确保二者相互平衡,即通过调整外平台宽度的方法来保证不要出外征地取土或弃土的现象。通过实施抬洲降滩、填塘固基等工程,既可消灭外滩地和堤内渊塘等环境的钉螺,又可以提高堤防的抗滑和抗渗稳定性,使得水利工程建设和血吸虫防治达到有机结合。由于“抬洲”“降滩”工程措施往往投资很大,尤其是“降滩”措施对大堤堤脚的稳定性也会造成一定影响,在实施前应进行风险评估,目前在实际工程中很少采用。