白蜡树上的绒啄木鸟
摄影: Mircea Costina
20世纪90年代初,一艘来自亚洲的货船抵达底特律。船上有"偷渡者",而这些非法入侵者将极大地改变北美森林:它们就是藏在由欧亚白蜡木(Fraxinus ornus)制成的包装箱中的昆虫幼虫。这些幼虫存活在树木的内皮之下,并在木材加工厂和海上航行中幸存下来,最终出现在密歇根州东南部,这种闪着彩虹光芒的绿色甲虫被称为白蜡窄吉丁(Agrilus planipennis)。它们的目的只有一个,去寻找更多的白蜡树 ---- 它们做到了。
虽然美洲大陆的16种白蜡树物种进化出了化学防御能力,以抵御像透翅白蜡吉丁这样的本地害虫,但它们对新的入侵者毫无抵抗能力。成年甲虫在白蜡树树皮上产卵,当卵孵化后,幼虫钻入其中开始大快朵颐,致命地切断了每棵受感染树木的水分和养分流动。到2002年,当森林工作者第一次注意到密歇根州和邻近的俄亥俄州的白蜡树大量死亡时,根除害虫已不可能。这些甲虫不仅自己可以飞到新的地区,还会搭上从苗圃运出的木柴和货物。如今,它们分布在美国35个州和5个加拿大省。仅在密歇根州,估计就有4000万棵白蜡树死亡。许多城市都出现了大片行道树的枯萎和死亡。总的来说,美国大约80亿棵白蜡树中,就损失了数亿棵之多。
白蜡窄吉丁
白蜡窄吉丁幼虫
无论是在经济、文化和生态方面,这些优良的硬木树种的损失都是毁灭性的。在一些地区,白蜡窄吉丁杀死了99%以上的受感染树木,这是伐木行业的一个紧迫问题,该行业估计现有白蜡树价值2800亿美元。对于许多原住民工匠来说,美国黑梣(一种白蜡属树木)是一种无价的制作材料。然而大约有100种昆虫在其全部或部分生命周期中完全依赖于白蜡属树木。当森林中的白蜡树一下子同时枯死时,森林就开了天窗,阳光透了进来,这对快速生长的入侵植被有利,而这通常对鸟类来说不是好事。佛蒙特州生态保护学家史蒂夫·哈根布奇说:“入侵植物通常不是相同种类昆虫的寄主,这意味着它们为食虫鸟类提供的食物更少。非本土水果也缺乏本土物种的营养,而这对鸟类的秋季迁徙至关重要。”
尽管采取了防止受感染木材扩散的国家检疫政策(该政策在2021年因为收效甚微被美国农业部放弃),但在美洲大陆首次发现白蜡窄吉丁20年后,破坏仍在快速发展。然而,尽管林业工作者已经放弃根除这种入侵性甲虫,但有令人鼓舞的迹象表明,管理行动可以将其数量保持在足够低的水平,使白蜡树林有机会再生。减缓甲虫的传播对这一目标至关重要,越来越多的研究表明,在拯救这些本土树木的斗争中,鸟类是我们最强大的盟友之一。
各种啄木鸟,以及北美旋木雀、白胸鳾和红胸鳾,都吃树皮中或树皮上的昆虫,包括白蜡窄吉丁。在科学家首次在北美树木上观察到这种甲虫后不久,他们注意到啄木鸟,尤其是绒啄木鸟、长嘴啄木鸟和红腹啄木鸟,是该害虫非常有效的天敌。社区科学组织Feederwatch项目发现,2002年至2011年间,在白蜡窄吉丁大量繁殖的地方,红腹啄木鸟的数量激增。虽然它们和其他啄木鸟并没有完全拯救森林,但它们大大限制了害虫的数量,通常会杀死特定地区约40%的白蜡窄吉丁。
红腹啄木鸟
摄影: 刘建国
白胸䴓
摄影: 刘建国
马萨诸塞州阿默斯特大学的昆虫学家乔·埃尔金顿说:“啄木鸟发现幼虫的能力非常惊人。与生物防治一起,它们将是平衡蛀虫种群和给白蜡一个生存机会的关键。”
埃尔金顿所说的生物防治,是指通过在本地范围释放天敌来管理害虫物种。防治白蜡窄吉丁的寄生昆虫是寄生蜂,是多种没有刺的物种,它们在寄主昆虫中产卵,然后生长中的黄蜂幼虫以寄主昆虫为食。白蜡窄吉丁入侵后,科学家前往中国,发现了三种专门针对这种物种的黄蜂。后来又在俄罗斯发现了第四种物种。其中一种只在白蜡窄吉丁卵上产卵,而其他几种则在害虫一到两年期的幼虫身上产卵。
在完成了严格的测试以确保黄蜂不会捕食本地昆虫后,美国农业部的科学家于2007年开始在密歇根州和俄亥俄州释放它们。十年后,这些地点显示出明显的迹象,黄蜂种群正在建立,年轻的白蜡树开始存活。研究人员随后又在康涅狄格州、纽约州和马萨诸塞州进行了一系列研究。科学家们想知道黄蜂的成功是否会传播到不同的地区,但他们也仔细研究了鸟类在控制白蜡蛀虫方面所起的作用。
有关研究也涉及到饥饿的啄木鸟可能会吃掉寄生蜂已产卵的白蜡窄吉丁幼虫,从而可能会减少有益黄蜂的数量。为了找到答案,美国农业部研究人员特蕾莎·墨菲在一些严重感染的树木上放置了纱窗,以使啄木鸟无法捕捉到幼虫。虽然啄木鸟能够接近树木的地方,黄蜂存活率有下降,但觅食的鸟类并没有产生足够大的影响来阻止引入的昆虫种群的建立。
“啄木鸟是多面手,”朱利·古尔德说,他是鉴定有益黄蜂物种的首席生物学家之一。“它们追求能找到的最丰富、最高能的食物回报。”古尔德说,其中一种黄蜂的幼虫吐丝结茧,很难食用,而另一种黄蜂的幼虫则在蛀虫幼虫体内发育,当准备化蛹时,会溢出到蛀虫在树上形成的通道里。它们被取食的难度要比矮胖的蛀虫幼虫高,而且很难全部被啄木鸟吸出来。“如果啄木鸟发现很多通道里有很难吃到的、营养缺乏的食物,它们就会离开去往别处。”
2021的一项研究发现,黄蜂不仅已经站稳了脚跟,而且正在扩大其活动范围,远远超出研究地点,并在至少22个州繁殖。其他研究表明,随着黄蜂在整个美洲大陆的传播,它们正在对入侵甲虫造成严重的伤害:总体而言,它们杀死的白蜡窄吉丁比啄木鸟要多,尤其是其中一种,叫加琳娜柄腹茧蜂(Spathius galinae),能够将这种害虫的数量减少57%。
事实证明,鸟类和昆虫共同成为拯救白蜡森林的强大力量。古尔德说:“我们在密歇根州和东北部都发现,啄木鸟和黄蜂的结合使我们的幼树上没有发现一只晚期白蜡窄吉丁。这给了我们带来了希望。”
毫无疑问,北美的白蜡树将持续减少。即使有了一个有希望的控制计划,障碍仍然存在;例如,在实验室生产足够数量的黄蜂释放到野外就是一个挑战。然而,现在研究表明,啄木鸟不会阻碍黄蜂的繁殖,随着时间的推移,白蜡林将逐步得到恢复,入侵性害虫将成为另一种常见蛀木虫,令人讨厌,但仍在控制之中。
来源:
观鸟者
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