气候变化对入侵的山松甲虫有积极和消极的影响

阿尔伯塔大学的新研究表明，气候变化正在阻碍山松甲虫的繁殖，但似乎也在其他方面略微有利于这种入侵昆虫。

领导这项发表在《全球变化生物学》上的研究的拉沙杜兹·扎曼 (Rashaduz Zaman) 表示，这种混合情景提供了“对动态的更深入了解，这对于在不断发生的环境变化下制定有效的森林管理和保护战略至关重要” 。扎曼正在攻读博士学位。农业、生命与环境科学学院森林生物学和管理专业。

这项研究首次具体展示了山松甲虫如何受到二氧化碳和臭氧这两种温室气体水平升高的影响，为了解气候变化如何影响这种昆虫及其与有益真菌的关系提供了新的见解。

这些发现预示着对甲虫的潜在积极和消极影响。

更多的CO 2，​​更多的甲虫?

实验室实验表明，暴露于较高水平的二氧化碳下，甲虫典型的一年产卵、孵化和成熟周期至少加快了五天，这对昆虫来说是一个明显的好处，但对其攻击的黑松森林不利。这反过来可能导致人口增长更快和感染率更高。

扎曼说，这一发现可能有助于制定更好的管理策略，防止甲虫入侵北方森林。

甲虫会入侵近处和远处的树木，但由于加速发育可能会使昆虫变得更大，因此它能够飞得更远，从而使查明和管理遥远的侵扰地点变得更加困难。

扎曼指出：“这一见解对于山松甲虫的管理至关重要，因为它表明，从控制的角度来看，由于短距离扩散而导致附近有受攻击树木丛生的地区可能更容易管理。”

“将控制工作集中在这些相对较小的地区，可以更有效地遏制虫害并防止其蔓延到新的地点。森林管理者和政策制定者可以调整其管理策略，以更有效地针对特定地区。”

此外，研究人员惊讶地发现，尽管甲虫的繁殖率降低，但在一代人内，较高的臭氧暴露也提供了更好的能力来对抗通常杀死昆虫的寄生真菌。

扎曼表示：“尽管环境挑战影响了它们的父母，但巢甲虫仍表现出正常的行为，这可能是由于防御相关基因的反应增强所致。”

在不太湿润、干燥的条件下进行的实验(预计这种情况会随着气候变化而出现)也改变了腐生真菌，这种真菌通常是有害的，因为它比甲虫的有益真菌竞争。

但扎曼指出，较低的湿度扭转了这一局面，为甲虫幼崽提供了有益的真菌。

“这最终可能使甲虫受益，繁殖成功和范围扩大的可能性更高。”

臭氧可能会损害繁殖

研究表明，这对甲虫也有不利影响。

暴露在较高浓度的臭氧中会降低昆虫将幼虫沉积在树皮中的能力，这意味着产卵量会减少。

信息素(甲虫用来在数量足够多的情况下进行交配和繁殖时进行交流的空气中化学信号)的产生也发生了变化。

扎曼说，这意味着它们的交配能力可能会受到损害。 “我们的研究表明，如果甲虫找不到交配伙伴，它们就会在没有交配的情况下抛弃这棵树，因此不会产卵。即使有些甲虫交配，它们产下的幼虫也会减少。”

当暴露在高浓度的臭氧中时，这些昆虫每根原木产下约 10 个幼虫，而在更多的环境条件下则可产下 100 个幼虫。

此外，研究还表明，这两种温室气体浓度升高会影响甲虫携带给树木的有益真菌的生长。这些真菌为昆虫提供有价值的服务，包括提供矿物质和营养。

虽然一些物种因接触温室气体较多而生长加快，但其他物种却出现了衰退。

“这意味着这些共生真菌生长速度的变化可能会导致甲虫生命周期和入侵策略的正常功能出现异常。”

监督这项研究的阿尔伯塔大学森林昆虫学家纳迪尔·埃尔比尔金 (Nadir Erbilgin) 表示，总体而言，这项研究表明气候变化对甲虫及其有益真菌伙伴的影响是多么复杂。

“虽然两者都受到环境条件变化的影响，但它们之间的影响并不统一，这使得我们很难理解预测和管理气候变化对森林生态系统影响的动态。”

他补充说，更好地处理这些动态可能有助于改进管理山松甲虫的策略，例如监测计划、科学建模和基因研究，并指出他的实验室正在进一步探索其中的几个方面，并计划进行跨领域的研究更多的是昆虫的广阔地理范围。

“所有这些知识都可以帮助科学家、政策制定者和自然资源保护主义者制定更有针对性、更有效的策略来减轻山松甲虫的爆发，从而最大限度地减少对森林的损害。”