北卡羅來納州本特溪實驗林——當球蚜來襲,一團微小的昆蟲白雲降臨森林時,東部鐵杉便會死亡。
自從1951年在弗吉尼亞州發現這種昆蟲以來,情況一直是這樣,據推測它是在包裝材料中抵達東海岸的。這種吸汁的蚜蟲類害蟲首先向北蔓延,但到21世紀初,南部阿巴拉契亞地區的東部鐵杉已經被這種原產於東亞的昆蟲摧毀。據估計,該樹種分佈範圍的90%都受到了影響。
這裡的研究人員正在制定一項阻止球蚜的計劃。一個1英畝的森林地塊是一個新興的昆蟲飼養場,一個在樹上飼養捕食性甲蟲Laricobius nigrinus的農場,在某些情況下,它已被證明可以殺死球蚜。
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美國林務局南方研究站的研究昆蟲學家兼該專案負責人巴德·梅菲爾德說:“毫無疑問,很多鐵杉已經死亡,而且還會有很多死亡。我認為我們在這裡所做的事情可以幫助在南部阿巴拉契亞地區恢復鐵杉,並保護那些尚未受感染地區的鐵杉。”
這個昆蟲飼養場建於2013年,但為了建立一種針對球蚜的生物防治方法,這項工作已經持續了至少二十年。
這種大衛與歌利亞式的戰鬥並非東部鐵杉所獨有。它發生在數十種樹木以及現在困擾它們的入侵性昆蟲和疾病中。從破壞街道樹木的翡翠灰螟,到路易斯維爾重擊手棒球棒的傳統木材,再到喜歡橡樹的舞毒蛾,在美國各地,入侵性昆蟲和疾病正在肆虐美國的森林。
與入侵者作鬥爭是一項耗時且代價高昂的前景,並且有一些證據表明,如果沒有我們的幫助,森林也能正常運轉。例如,直到20世紀,美國板栗在這裡占主導地位。今天,由於一種叫做板栗疫病的真菌疾病,沒有一棵板栗能長到成熟,其他物種已經取代了它的位置。
生態學家說,儘管大自然擅長填補一個物種滅絕時產生的空白,但這並非沒有後果。
水過濾森林的方式可能會改變,火災體制可能會發生變化,植物和動物物種可能必須隨著其選擇的棲息地變化而做出調整。所有這些變化都會發生。但是,當景觀被入侵性威脅所破壞時,沒有哪一個變化像它那樣具有直接的破壞性。
南方研究站的研究生態學家凱蒂·格林伯格說:“入侵性昆蟲和疾病是一個巨大的問題,甚至可能是最大的挑戰。 取代它們的物種可能會引發巨大變化。”
就鐵杉而言,木本灌木杜鵑花已經成為自然的替代者。在許多前院都可以看到這種無辜種植的灌木。在附近的科威塔水文實驗室進行的研究表明,這種常綠物種比其前身吸收更多的水分,這正在影響森林的水文以及下游社群的供水。
甲蟲能勝任這項工作嗎?
梅菲爾德從口袋裡掏出一個裝滿液體的玻璃瓶。裡面有三隻微小的Laricobius甲蟲。
用甲蟲來對抗球蚜並不是什麼新鮮事。二十年來,科學家們一直在實驗室裡繁殖甲蟲,以嚴格控制的方式將它們暴露在外部世界中,以確保它們的釋放不會產生意想不到的後果。但這是一個昂貴的過程,戶外昆蟲飼養場可以解決這個問題。
最近,梅菲爾德和他的團隊在實驗森林附近的停車場裡釋放了甲蟲,靠近一棵正在遭受球蚜攻擊的大鐵杉。希望它們能品嚐到這種昆蟲的味道,然後移動到這塊仍然健康的鐵杉地塊並繁殖。然後在冬天,研究人員可以來到本特溪,搖晃這裡的鐵杉樹枝,並收集幾千只甲蟲,然後將它們釋放到其他地方。
這不是一個嚴格控制的實驗。沒有確鑿的證據表明甲蟲可以完全阻止球蚜並拯救東部鐵杉。
梅菲爾德說:“在10年前釋放甲蟲的地方,我們看到鐵杉正在存活,這只是一個傳聞。很難知道這在多大程度上是甲蟲的作用。”
當科學家們竭盡全力地採取保護措施來對抗入侵性入侵者時,那些從事這項工作的人們並沒有忘記,可能會出現這樣一種情況,即有人認為成本超過了收益。
梅菲爾德站在昆蟲飼養場內樹蔭下的樹冠下,在森林的殘骸中露出成排的齊胸高的鐵杉,他說:“我確實認為我們必須認真考慮允許這種迴圈持續多久,不僅是針對鐵杉,還有針對灰和其他樹種。”
寒冷的天氣已被證明可以阻止這種害蟲,但隨著氣溫升高,這可能會為球蚜進一步進入鐵杉的分佈範圍掃清道路。不過,甲蟲可能是這些樹木最好的機會。
南方研究站的長期研究林學家亨利·麥克納布說,在任何價值評估中,研究人員必須問的第一個問題是,從特定的樹種中獲得什麼價值。
他說:“如果鐵杉確實具有人們所關心的價值,並且有助於保持生態系統的健康和多樣性,那麼,是的,我們不應該只是坐視不理,讓它因我們人類創造的東西而死亡。”
鐵杉在南部阿巴拉契亞森林中確實具有價值。它寬大的垂墜樹枝展開並提供大片陰影區域。它們通常在河流和小溪附近發現,而陰影有助於保持水溫涼爽,這對像溪鱒這樣的物種尤其重要。作為一種常綠植物,它全年都會掉落樹葉,這是水生動物和土壤化學的重要食物來源。
至於梅菲爾德,他對甲蟲和一些林業技術持謹慎樂觀態度,認為東部鐵杉可能有未來。
他補充說:“我沒有放棄在南部阿巴拉契亞地區恢復鐵杉,因為我認為我們還沒有考慮所有選擇。”
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