萤火虫的产业利用价值及产业发展现状.pdf
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1、生 物 灾 害 科 学 2023,46(3):399-405 http:/ Biological Disaster Science,Vol.46,No.3,2023 DOI:10.3969/j.issn.2095-3704.2023.03.60 收稿日期:2022-11-04 修回日期:2023-04-26 作者简介:陈申芝(1978),女,高级实验师,硕士,主要从事萤火虫的产业化推广等研究,;*通信作者:曹成全,教授,博士,。陈申芝,李龙,曹成全.萤火虫的产业利用价值及产业发展现状J.生物灾害科学,2023,46(3):399-405.萤火虫的产业利用价值及产业发展现状萤火虫的产业利用价值及
2、产业发展现状 陈申芝1,李 龙2,曹成全2*(1.乐山师范学院 继续教育学院,四川 乐山 614004;2.乐山师范学院 生命科学学院,四川 乐山 614004)摘要:萤火虫是具有很大产业价值的经典资源昆虫,但人们对其产业价值认知不清,进而导致对其产业发展思路不清。文章全面阐述了萤火虫在旅游、农业、环保、教育、文化、医药、仿生等多个领域的综合利用价值,综述了当前国内外的萤火虫产业发展现状,并提出了未来萤火虫产业发展的若干建议,以期全面推动萤火虫产业的健康全面发展。关键词:萤火虫;产业价值;产业发展;现状;夜间旅游 中图分类号:Q969.9;F323;F592 文献标志码:A 文章编号:2095
3、-3704(2023)03-0399-07 The Industrial Utilization Value and Current Situation of Industrial Development of Fireflies CHEN Shenzhi1,LI Long2,CAO Chengquan2*(1.College of Extended Education,Leshan Normal University,Leshan,Sichuan 614004,China;2.College of Life Sciences,Leshan Normal University,Leshan,S
4、ichuan 614004,China)Abstract:Firefly is a kind of classic resource insect with a great industrial value,but people have no clear understanding of its industrial value and have unclear ideas on its industrial development.This paper comprehensively expounded the comprehensive utilization values of fir
5、eflies in tourism,agriculture,environmental protection,education,culture,medicine,bionic,etc,summarized the current development situation of the firefly industry at home and abroad,and put forward some suggestions for the future development of firefly industry,in order to promote the healthy and com
6、prehensive development of the firefly industry.Keywords:firefly;industry value;industrial development;current situation;night tourism 萤火虫是鞘翅目 Coleoplera 叩甲总科 Elateroidea 萤科 Lampyridae 和凹眼萤科(又称“雌光萤科”)Rhagophthalmidae 种类的统称1。萤火虫是完全变态昆虫,一生分为卵幼虫蛹成虫 4 个阶段,每个阶段大都可以发光2-4,成为著名的发光明星物种,也成为经典的具有很大产业价值的资源昆虫5。由于
7、萤火虫科学知识普及不够,多数民众认为萤火虫仅可用来观赏、做旅游素材,对萤火虫其它的价值和应用都知之甚少,极大地限制了萤火虫产业的发展。与此同时,随着生态旅游和夜间旅游、夜游经济等的蓬勃发展,全球大概 20 多个国家或地区在推动赏萤活动,全球的萤火虫主题旅游发展态势越来越火热6,近些年来,中国的萤火虫在旅游、农业、文化、教育等多个产业领域展示出了巨大的潜力7。笔者全面阐述了萤火虫在旅游、农业、环保、教育、人文、医药、仿生等多个领域的综合利用价值,综述了萤火虫产业在国内外的发展现状,针对未来萤火虫产业发展提出若干建议,以期全面推动萤火虫产业健康发展。400 生 物 灾 害 科 学 第 46 卷第
8、3 期 1 萤火虫的产业利用价值 萤火虫的全面产业化利用需要全面深入地研究和开发,以充分挖掘其潜在产业价值。萤火虫最让人熟知的是其独特的萤光在旅游观赏中的普遍应用,但其实萤火虫的产业价值和应用领域远不止于这些。随着人类对其生物学、行为学、生理学、生态学等方面的深入研究,萤火虫潜在的产业应用价值也逐渐被开发出来。1.1 萤火虫在旅游系列产业中的应用 萤火虫各种闪烁的炫美荧光带给人们极好的视觉享受和心灵震撼,成为旅游尤其是夜间旅游、乡村旅游7、森林旅游、主题露营等业态中的极佳素材,这也是萤火虫最普遍最主流的产业和应用价值。除了野外生态型(森林、乡村、公园等)的赏萤活动,还可以发展萤火虫溶洞和各类室
9、内人工干预或人工的萤火虫景观3,甚至可以调整萤火虫的生活节律推出“白日赏萤”活动,还可以研发出萤火虫微景观成为新型宠物。萤火虫主题旅游最主要的客户对象是年轻人(尤其是情侣)和少儿(与父母一起),因此,萤火虫主题旅游的主要业态是情侣游和亲子游。萤火虫的明星物种效应和多数人对萤火虫的不熟悉,因此还适合发展各类萤火虫科普和研学游等活动,适合举办萤火虫音乐节、爱情节、亲子节、文化节、诗词节、露营节等各类旅游活动3,7。需要强调的是:萤火虫在旅游欣赏、露营民宿、餐厅酒吧等旅游相关产业链中都可以得到融合应用,产业链极长,从而为传统的住宿(酒店、民宿、露营等)和餐饮娱乐(酒吧、餐厅等)业态赋能,提高产值和上
10、座率。1.2 萤火虫在农业有害动物和卫生害虫防控上的应用 蜗牛、蛞蝓等软体动物是很多农作物、中药材(尤其是石斛)、烟田、园林等的重要有害生物,而且非常难防治,陆生萤火虫幼虫却是防治上述有害生物但被很多人忽略的特殊天敌8-9。水生萤火虫幼虫可以取食水产和水生植物、作物生产过程中的螺类。有些地区还在蚕室内悬挂萤火虫而驱鼠。很多水生萤火虫幼虫可以捕食钉螺,而钉螺是血吸虫的唯一中间寄主,通过萤火虫生物防治钉螺进而防控吸血虫的发生,既节省药物防治成本,又能有效控制吸血虫的扩散10-11。1.3 萤火虫对环境的监测和对心理的理疗作用 萤火虫种群主要分布在生态环境较好的地区,农药污染、水质污染、植被破坏等生
11、态环境较差的地区基本不适合萤火虫生存繁殖,所以,萤火虫可作为指示物种代言生态环境的好坏11-13。水生萤火虫对水质条件的改变十分敏感,可作为水质的指示物,评价水质指数14。萤火虫有“环境指示灯”的美誉13,对化学药剂非常敏感,稍有污染就会让它们灭亡;它们就像一张张“生态名片”,能监测和代言优质生态环境13,因此,可以发展“萤火虫房产”,用萤火虫代言房产周围的优质环境。萤火虫对空气、土壤、水质和其他种类的污染十分敏感,如果有大量的萤火虫出现,意味着这里的环境优质,从而代言在此种植出的农产品是绿色生态的,因此可以发展“萤火虫农业”,甚至生产“萤火虫酒”用萤火虫代言酒的原材料生产地的优质生态。萤火虫
12、还是生态修复(水污染治理和森林环境治理等)的良好证明和搭档,更是“绿水青山”变成“金山银山”的良好媒介,能把生态优势变为经济优势和产业优势,也是“绿水青山就是金山银山”的良好注脚。前期研究15表明,欣赏萤火虫的发光能够舒缓人的焦虑和压力、愉悦心情和心理理疗等,具有“养心”作用,加上萤火虫农业所带来的生态或有机农产品,若再将游客置身于生态环境很好的“养身”场所,必将形成一种“养身且养心”的新型高质量“养生”产业萤火虫康养。1.4 萤火虫的教育功能 萤火虫幼虫期长,成虫期短暂具有神奇的发光行为,还能监测和指示优质的生态环境,成为五大教育(生物、美学、生命、爱情、环保)的良好素材。广大民众都被萤火虫
13、吸引,特别是青少年和情侣对萤火虫具有与生俱来的喜爱,萤火虫既可以观赏体验,还可以动手饲养观察,使它成为研学游、亲子游和情侣2023年第3期 陈申芝等:萤火虫的产业利用价值及产业发展现状 401 游的吸引点,还可以在此基础上发展萤火虫科普教育产品和宠物产业,由此可以衍生出萤火虫主题研学游、科普等产业,甚至打造萤火虫校园,将萤火虫放在校园里养殖并进行各类科普。我国台湾的阳明山国家公园生态展示厅、台中自然博物馆萤火虫厅、埔里木生昆虫博物馆等不仅有萤火虫标本,还通过放大照片和模型等供游客观赏;在中小学,也建有萤火虫馆,通过把萤火虫从卵饲养到成虫的各虫态观察记录,培养学生的动手能力,增进学生对大自然和萤
14、火虫的热爱16-17。1.5 萤火虫的文化价值 萤火虫具有深厚的文化和悠久的历史5,在诸多方面都有开发利用价值:萤火虫承载了几十年前乡村的记忆,成为很多人乡愁的绝佳载体;萤火虫成虫因为求偶而发光且极具浪漫色彩,因此成为美好浪漫爱情的象征,可以发展萤火虫婚礼、求婚、派对等产业业态;萤火虫的其他文化元素也使其成为诸多文化作品中的优秀素材,是人类文学和艺术创作灵感来源,可以开发萤火虫主题电影、舞台剧、文化节、绘本。因此,萤火虫除了能以本身为商品之外,还有休闲旅游的娱乐价值、文学和艺术创作灵感来源的美学价值以及与传统生活和当地习俗相关的文化价值5,18。1.6 萤火虫荧光素酶的应用 萤火虫特有的发光原
15、理及体内荧光素酶和荧光素已普遍应用在临床医学(包括药物高通量筛选)、环境监测(环境污染物的快速检测)、生物发光成像、制备光谱酶联免疫检测试剂和作为遗传标记的首选来检测基因表达等17,19,还可利用萤火虫的荧光素酶产生发光的细菌强度去衡量食物的细菌污染情况20-21。近年来,人类对萤火虫发光特性的研究和利用正在走向一个新的阶段:美国科学家成功克隆出荧光素酶基因,将其移植到植物细胞中,植物可以发出淡绿色的冷光15;通过荧光素酶基因标记小鼠体内的前列腺癌基因的表达,可以监测前列腺癌的发生和治疗恢复情况22;荧光酶基因作为一种潜在的实验工具,在其它如肿瘤、艾滋病等疾病研究中也有较好的发挥作用;通过荧光
16、酶基因在植物体内的表达,可监测植物受自然灾害环境胁迫的情况,通过转到昆虫体内的荧光酶基因可监测害虫的分布23-24;荧光酶基因具有易检测、敏感、环保无毒等优点,因此,在基因工程中首选用作标记检测基因表达。1.7 萤火虫在医药上的应用除了上述荧光素酶和荧光素在医疗上的应用以及水生萤火虫取食钉螺而防治血吸虫病,萤火虫的成虫还具有药用价值。本经中记载:萤火虫主明目、小儿火疮伤、热气蛊毒鬼疰、通神精;药性论中记载:萤火虫可治青盲;圣惠方中记载:萤火虫的药方为“治劳伤肝气,目暗:萤火虫二七枚,用鲤鱼胆二枚,纳萤火虫于胆中,阴干百日,捣罗为末,每用少许点之”。另外,萤火虫幼虫的某些毒素等也有一定的药用价值
17、25,幼虫取食过程中分泌的具有麻醉功效的物质或许也有应用价值,目前都在研究当中。1.8 萤火虫的仿生应用 萤火虫的发光特性尤其是其生物冷光被人们广泛地“仿生”应用。20世纪60年代人们通过模拟萤火虫发光的原理发明了荧火灯;Adams26通过萤火虫的发光原理和机制,解释了腐蚀现象、光合作用等是因为电子转移,同时促使了激光器的研发利用。目前,冷光在临床医学、矿井作业、室内装饰、航天、航海、探险、捕鱼和野营等方面应用较广,如飞机的发生故障无法照明时,冷光灯是呼救信号灯的最佳选择27-28。2005 年,Krishnanand 等29提出了人工萤火虫群优化(glowworm swarm optimiz
18、ation,GSO)算法;2010年,Yang 等30提出了萤火虫算法(firefly algorithm,FA)。世界各地的学者都对两种算法进行了研究、改进和应用,萤火虫算法得到很大发展,在连续空间优化过程和一些生产调度中具有良好的应用前景。目前,大部分化学发光反应为“闪光”发光,短时间内完成,其在冷光源、生物成像和分析化学等方面的应用受限较大。中国学者 Liu 等31通过模拟萤火虫的生物发光,成功制备出能高强度、长期化学发光的水凝胶,它的发光在黑暗中肉眼可见,时间能持续 150 h 以上。萤火虫的发光器也有微结构,然而,研究人员发现这些微结构是不对称的,其中一边倾斜的角度不同,他们还发现其
19、它会发光的昆虫都有相似的结构。鉴于此,他们决定在 LED 表面尝试创建类似的不对称结构,通过仿制萤火虫的发光结构提高了 LED 的发光效率32。萤火虫幼虫取食蜗牛时会分泌麻醉物质,研究人员通过提取萤火虫中的麻醉物质,来帮助潜水员应对海里鲨鱼的攻击33。402 生 物 灾 害 科 学 第 46 卷第 3 期 1.9 其他产业价值和利用途径 除了上述用途,萤火虫还在世界各地和不同时期被应用于捕鱼、装饰、照明甚至战争、预测天气、标示基因等方面,充分显示了萤火虫应用的多元性。任何一类物种的综合产业价值和产业应用都不易简单划分,萤火虫这类特殊物种更是如此,只要打开思维,以“昆虫创意产业”理论为指导3,可
20、以研发出很多灵活的融合性产品:比如,“萤火虫香水”的打造思路,更多的是借用萤火虫对环境的指代作用和效果,因为萤火虫代表了生态自然,所以融合了自然清新原料和香味,再加上水源来自萤火虫繁育区香水即可被定义为“萤火虫香水”,或者借用萤火虫的浪漫和爱情代言性与香水固有的浪漫和爱情属性之间的一致性研制另外款型的“萤火虫香水”,同时还可以“仿生”性地研发出可以像萤火虫那样闪烁的香水瓶34。2 萤火虫的产业发展现状 2.1 中国的萤火虫产业 中国最早发展萤火虫产业的是台湾地区,几十年来,台湾地区通过一系列的保护措施来维护已有的萤火虫种群,并设立保护区来恢复被人类干扰的区域和重要的萤火虫种群并进行经营管理,保
21、障珍稀濒危萤火虫拥有良好的生存环境11,成功地将萤火虫的保护和复育与生态旅游业和自然科普教育产业结合起来,但人工养殖和人工萤火虫景观较少,主要是结合当地特色发展生态旅游,以民俗风情、风景旅游和夜间萤火虫观赏为主要特色的台湾嘉义阿里山乡的瑞丽村最出名,年游客达 300 万人次,年收入约 9 亿台币,折合人民币 2.5 亿元。过去20年以来,随着中国大陆萤火虫研究的发展,特别是人工繁育技术的发展和不断完善,中国大陆萤火虫产业开始繁荣起来,主要是以人工养殖和人造景观为主,四川、湖北、江西、湖南、云南、广西、重庆、江苏、浙江、海南、广东等南方省市,甚至山东、天津等北方省市都开始探索萤火虫的复育、繁育及
22、产业化实践等工作并取得了成效,这些工作多是与景区(包括湿地公园和自然环境较好的景区等)、农场、科普馆等合作,也风靡了较长时间的各类萤火虫展,主要针对夜间旅游、乡村振兴和研学教育等产业,但萤火虫产业的发展水平因地而异、参差不齐、成败各有。另外,由于萤火虫的人工繁育技术得不到重大突破和普及,大部分养殖户和企业欲养殖萤火虫以取代野外滥捕萤火虫却难以实现,造成萤火虫滥捕现象仍然存在且萤火虫产业踽踽不前;虽然在一些地方可以找到原生萤火虫或者少量高成本的养殖萤火虫,但是由于萤火虫产业的技术性和特殊性,很多企业用传统的思维去发展萤火虫产业,使得萤火虫产业的动力和巨大的商业利润无法发挥,从而导致很多企业因为投
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