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啄木鳥在入侵森林害蟲控制中的作用
白蠟樹上的絨啄木鳥
攝影: Mircea Costina
20世紀90年代初，一艘來自亞洲的貨船抵達底特律。船上有"偷渡者"，而這些非法入侵者將極大地改變北美森林：它們就是藏在由歐亞白蠟?zāi)?Fraxinus ornus)制成的包裝箱中的昆蟲幼蟲。這些幼蟲存活在樹木的內(nèi)皮之下，并在木材加工廠和海上航行中幸存下來，最終出現(xiàn)在密歇根州東南部，這種閃著彩虹光芒的綠色甲蟲被稱為白蠟窄吉丁(Agrilus planipennis)。它們的目的只有一個，去尋找更多的白蠟樹 ---- 它們做到了。
雖然美洲大陸的16種白蠟樹物種進化出了化學(xué)防御能力，以抵御像透翅白蠟吉丁這樣的本地害蟲，但它們對新的入侵者毫無抵抗能力。成年甲蟲在白蠟樹樹皮上產(chǎn)卵，當卵孵化后，幼蟲鉆入其中開始大快朵頤，致命地切斷了每棵受感染樹木的水分和養(yǎng)分流動。到2002年，當森林工作者第一次注意到密歇根州和鄰近的俄亥俄州的白蠟樹大量死亡時，根除害蟲已不可能。這些甲蟲不僅自己可以飛到新的地區(qū)，還會搭上從苗圃運出的木柴和貨物。如今，它們分布在美國35個州和5個加拿大省。僅在密歇根州，估計就有4000萬棵白蠟樹死亡。許多城市都出現(xiàn)了大片行道樹的枯萎和死亡?？偟膩碚f，美國大約80億棵白蠟樹中，就損失了數(shù)億棵之多。
白蠟窄吉丁
白蠟窄吉丁幼蟲
無論是在經(jīng)濟、文化和生態(tài)方面，這些優(yōu)良的硬木樹種的損失都是毀滅性的。在一些地區(qū)，白蠟窄吉丁殺死了99%以上的受感染樹木，這是伐木行業(yè)的一個緊迫問題，該行業(yè)估計現(xiàn)有白蠟樹價值2800億美元。對于許多原住民工匠來說，美國黑梣(一種白蠟屬樹木)是一種無價的制作材料。然而大約有100種昆蟲在其全部或部分生命周期中完全依賴于白蠟屬樹木。當森林中的白蠟樹一下子同時枯死時，森林就開了天窗，陽光透了進來，這對快速生長的入侵植被有利，而這通常對鳥類來說不是好事。佛蒙特州生態(tài)保護學(xué)家史蒂夫·哈根布奇說：“入侵植物通常不是相同種類昆蟲的寄主，這意味著它們?yōu)槭诚x鳥類提供的食物更少。非本土水果也缺乏本土物種的營養(yǎng)，而這對鳥類的秋季遷徙至關(guān)重要。”
盡管采取了防止受感染木材擴散的國家檢疫政策(該政策在2021年因為收效甚微被美國農(nóng)業(yè)部放棄)，但在美洲大陸首次發(fā)現(xiàn)白蠟窄吉丁20年后，破壞仍在快速發(fā)展。然而，盡管林業(yè)工作者已經(jīng)放棄根除這種入侵性甲蟲，但有令人鼓舞的跡象表明，管理行動可以將其數(shù)量保持在足夠低的水平，使白蠟樹林有機會再生。減緩甲蟲的傳播對這一目標至關(guān)重要，越來越多的研究表明，在拯救這些本土樹木的斗爭中，鳥類是我們最強大的盟友之一。
各種啄木鳥，以及北美旋木雀、白胸鳾和紅胸鳾，都吃樹皮中或樹皮上的昆蟲，包括白蠟窄吉丁。在科學(xué)家首次在北美樹木上觀察到這種甲蟲后不久，他們注意到啄木鳥，尤其是絨啄木鳥、長嘴啄木鳥和紅腹啄木鳥，是該害蟲非常有效的天敵。社區(qū)科學(xué)組織Feederwatch項目發(fā)現(xiàn)，2002年至2011年間，在白蠟窄吉丁大量繁殖的地方，紅腹啄木鳥的數(shù)量激增。雖然它們和其他啄木鳥并沒有完全拯救森林，但它們大大限制了害蟲的數(shù)量，通常會殺死特定地區(qū)約40%的白蠟窄吉丁。
紅腹啄木鳥
攝影: 劉建國
白胸?
攝影: 劉建國
馬薩諸塞州阿默斯特大學(xué)的昆蟲學(xué)家喬·埃爾金頓說：“啄木鳥發(fā)現(xiàn)幼蟲的能力非常驚人。與生物防治一起，它們將是平衡蛀蟲種群和給白蠟一個生存機會的關(guān)鍵。”
埃爾金頓所說的生物防治，是指通過在本地范圍釋放天敵來管理害蟲物種。防治白蠟窄吉丁的寄生昆蟲是寄生蜂，是多種沒有刺的物種，它們在寄主昆蟲中產(chǎn)卵，然后生長中的黃蜂幼蟲以寄主昆蟲為食。白蠟窄吉丁入侵后，科學(xué)家前往中國，發(fā)現(xiàn)了三種專門針對這種物種的黃蜂。后來又在俄羅斯發(fā)現(xiàn)了第四種物種。其中一種只在白蠟窄吉丁卵上產(chǎn)卵，而其他幾種則在害蟲一到兩年期的幼蟲身上產(chǎn)卵。
在完成了嚴格的測試以確保黃蜂不會捕食本地昆蟲后，美國農(nóng)業(yè)部的科學(xué)家于2007年開始在密歇根州和俄亥俄州釋放它們。十年后，這些地點顯示出明顯的跡象，黃蜂種群正在建立，年輕的白蠟樹開始存活。研究人員隨后又在康涅狄格州、紐約州和馬薩諸塞州進行了一系列研究?？茖W(xué)家們想知道黃蜂的成功是否會傳播到不同的地區(qū)，但他們也仔細研究了鳥類在控制白蠟蛀蟲方面所起的作用。
有關(guān)研究也涉及到饑餓的啄木鳥可能會吃掉寄生蜂已產(chǎn)卵的白蠟窄吉丁幼蟲，從而可能會減少有益黃蜂的數(shù)量。為了找到答案，美國農(nóng)業(yè)部研究人員特蕾莎·墨菲在一些嚴重感染的樹木上放置了紗窗，以使啄木鳥無法捕捉到幼蟲。雖然啄木鳥能夠接近樹木的地方，黃蜂存活率有下降，但覓食的鳥類并沒有產(chǎn)生足夠大的影響來阻止引入的昆蟲種群的建立。
“啄木鳥是多面手，”朱利·古爾德說，他是鑒定有益黃蜂物種的首席生物學(xué)家之一。“它們追求能找到的最豐富、最高能的食物回報。”古爾德說，其中一種黃蜂的幼蟲吐絲結(jié)繭，很難食用，而另一種黃蜂的幼蟲則在蛀蟲幼蟲體內(nèi)發(fā)育，當準備化蛹時，會溢出到蛀蟲在樹上形成的通道里。它們被取食的難度要比矮胖的蛀蟲幼蟲高，而且很難全部被啄木鳥吸出來。“如果啄木鳥發(fā)現(xiàn)很多通道里有很難吃到的、營養(yǎng)缺乏的食物，它們就會離開去往別處。”
2021的一項研究發(fā)現(xiàn)，黃蜂不僅已經(jīng)站穩(wěn)了腳跟，而且正在擴大其活動范圍，遠遠超出研究地點，并在至少22個州繁殖。其他研究表明，隨著黃蜂在整個美洲大陸的傳播，它們正在對入侵甲蟲造成嚴重的傷害：總體而言，它們殺死的白蠟窄吉丁比啄木鳥要多，尤其是其中一種，叫加琳娜柄腹繭蜂(Spathius galinae)，能夠?qū)⑦@種害蟲的數(shù)量減少57%。
事實證明，鳥類和昆蟲共同成為拯救白蠟森林的強大力量。古爾德說：“我們在密歇根州和東北部都發(fā)現(xiàn)，啄木鳥和黃蜂的結(jié)合使我們的幼樹上沒有發(fā)現(xiàn)一只晚期白蠟窄吉丁。這給了我們帶來了希望。”
毫無疑問，北美的白蠟樹將持續(xù)減少。即使有了一個有希望的控制計劃，障礙仍然存在；例如，在實驗室生產(chǎn)足夠數(shù)量的黃蜂釋放到野外就是一個挑戰(zhàn)。然而，現(xiàn)在研究表明，啄木鳥不會阻礙黃蜂的繁殖，隨著時間的推移，白蠟林將逐步得到恢復(fù)，入侵性害蟲將成為另一種常見蛀木蟲，令人討厭，但仍在控制之中。
來源：
觀鳥者
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