保护森林的树木杀手 白蚁可使雨林免受干旱危害

白蚁帮助热带雨林抵御干旱。资料来源:CHIEN C. LEE

这是我们的记者冯唐

白蚁是最古老的昆虫之一，虽然很小，但破坏力很大，甚至被认为是世界性的害虫。

他们不仅可以“吃”地板和家具，“喝”螺丝钉，甚至“吞”房子，这可以被描述为“白蚁在房子里，每个人都大喊大叫和殴打”。

但是有一种树可能非常欢迎这些小动物，这就是热带雨林。

最近，一个中外联合研究小组称，在干旱期间，白蚁可以帮助藤蔓植物幼苗的存活率提高51%。

研究人员表示，森林树木中的微小白蚁对热带雨林干旱造成的有害生态变化产生了重大影响:它们在维持干旱的长期生态系统功能方面发挥了重要作用。相关论文最近发表在《科学》杂志上。

“白蚁广泛分布在一些热带雨林中。当我们在婆罗洲工作时，我们可以在那里看到许多白蚁，所以我们想量化它们对生态系统的影响。”该论文的合著者、中国香港大学的生物学教授阿什顿告诉《中国科学》。

干旱

从2015年末到2016年初，“超级厄尔尼诺”导致了婆罗洲的极端干旱。

当时，厄尔尼诺天气与传统的农田管理模式相结合，导致土壤干燥，大面积泥炭沼泽森林退化，而那一年的旱季火灾变成了环境灾难。这场大火吞噬了印度尼西亚数百万公顷的森林，其中大部分位于苏门答腊岛和婆罗洲。

当时，一组研究人员从婆罗洲的城镇开始寻找并扑灭新的火种。一些人沿着河边走，而另一些人直接去了森林。阿什顿的团队也来到了婆罗洲的雨林。

广泛分布在婆罗洲热带雨林的白蚁丘吸引了科学家的注意。长期干旱将对热带雨林生态系统的功能构成威胁，并将极大地影响树木的死亡率，但蚁丘附近的植物幼苗似乎并未受到严重的干旱影响。

众所周知，白蚁是生态系统中最重要的规划者。它们可以通过分解森林有机物、木材和落叶、混合和保持土壤养分以及调节湿度来改变土壤性质，这些是维持雨林生态系统的关键因素。

然而，该研究的共同作者和英国利物浦大学环境系的格里菲斯教授说，白蚁对整体生态的影响长期以来没有量化，并且很少有人知道在环境压力下，干旱引起的白蚁数量变化如何影响热带雨林的生态系统。

结果，阿什顿和格里菲斯等人决定量化白蚁的抗旱效果。

“我们还在马来西亚沙巴马里乌斯盆地保护区的一个大型野外观察站工作。在那里，我们与一组研究助理合作，这些合作使我们能够在两年半的研究中调查和监控白蚁。”阿什顿回忆道。

数量影响

“为了更好地理解白蚁在生态系统中的作用，我们在2015年厄尔尼诺干旱期间以及此后每年的旱季，在雨林中开始了大规模的实验行动。”阿什顿说。

研究人员在热带雨林中选择了8块土地。在这2500平方米的区域内，工作人员挖出或夷平了四个试验地点的白蚁丘，并设置了毒饵，以便彻底驱除白蚁。在其他四个领域，研究人员忽略了昆虫。

然而，驱逐这些林地的“土著”并不容易。因此，研究人员不得不尝试各种方法。

“我们采用了一种非常‘新颖’的方法，使用卫生纸卷筒来进行有针对性的白蚁防治。”阿什顿说。

结果表明，干旱时5 cm深度的土壤含水量比有完整白蚁丘和蚁巢的试验地高36%。研究人员指出，白蚁通常需要潮湿的环境，因此在必要的时候，它们会挖几十米或更多的洞，把水带到它们的生存空间。

此外，在干旱期间，有白蚁群落的土地上的白蚁活动和数量增加了一倍以上，导致落叶的分解率、土壤养分的混合和土壤湿度的增加。

研究人员还报告说，在干旱期间，白蚁引起的地表附近土壤湿度的增加对植物有益:移植到白蚁仍然活跃的地区的藤本植物幼苗的存活率比没有这种食木昆虫的地区高51%。

“这些结果的重要性在于，白蚁是热带雨林生态系统中被忽视的重要部分。”阿什顿说。

扮演重要角色

事实上，白蚁丘也是植物生长的热点，不仅在热带雨林，在非洲草原也是如此。

2003年，对叶绿素敏感的卫星图像改变了加州大学戴维斯分校的生态学家杜鲁门·杨，他开始思考是什么塑造了这片土地。

当时，他和他的同事在肯尼亚进行了一项长期的圈地实验。该项目围绕一个4公顷的地块，评估大象、牛和其他食草动物对草原的影响。然而，在研究了卫星图像后，杨突然意识到白蚁也应该被列入研究名单。

研究人员说，白蚁挖掘可以帮助土堆更好地保持水分。在一年中适当的时候，这些白蚁土堆都是绿色的，而其余的植被是棕色的。

普林斯顿大学的生态学家罗伯特·普林格尔(Robert Pringle)的团队也得出结论，白蚁丘是一种抵御气候变化的保险策略，它通过模拟白蚁、降雨、土壤和植物之间的相互作用来保护它们上面的植被免受缺水的影响。

事实上，非洲的原始居民早就意识到白蚁丘上的土壤比一般的土壤更肥沃，有利于农作物的生长。例如，白蚁可以通过建造洞穴群来改变土壤剖面。

白蚁丘也创造了“营养岛”，可以维持其他动物的生存。普林格尔等人通过在白蚁丘附近捕捉飞行和爬行的昆虫，追踪以昆虫为食的蜘蛛后代，并计算壁虎的数量，发现所有这些靠近白蚁丘的生物都更大、更多产。

这些土堆就像大草原上的超市，吸引着像斑马、水牛和羚羊这样的食草动物来“购物”。

阿什顿预测，随着气候变化，干旱将在未来几年变得更加频繁，白蚁可能在热带雨林的生产力和生物多样性方面发挥越来越重要的作用。

“将来，我们想知道白蚁在人类景观中扮演的角色，包括森林砍伐和农业系统。由于气候变化预计将导致干旱频率和严重程度的增加，了解自然和改良系统如何应对干旱以及白蚁如何帮助减轻干旱影响非常重要。”阿什顿说。

相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aau9565

中国科学新闻(2018-015第三版国际版)