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非本土植物如何为全球昆虫衰退做出贡献

引入的植物对生物多样性的影响已成为生态的热按钮问题。188金博网注册就送188但最近的研究提供了新的证据表明,原生植物社区的流离失所是昆虫种群崩溃的关键原因,也是影响鸟类。

多年来,Doug Tallamy对来自国外造成的植物造成的坟墓构成的严重威胁感到震惊。通过将本土植物社区转化为所谓的新颖风景,越来越多地由许多昆虫无法饲养的异国情调,昆虫学家猜测,他们不仅昆虫危机,而且缺乏依赖于昆虫的昆虫而依赖于生存的鸟类和其他动物。

并非所有人都对这一观点表示欢迎。引进植物对本地生物多样性的影响一直是生态学中最有争议的问题之一,188金博网注册就送188相比Peter del Tredici在哈佛大学阿诺德·阿尔博斯姆的高级研究科学家Peter del Tredici对枪支控制,流产和当代文化中的热按钮问题“。“在过去的几十年里,”19个领先的生态学家包括Del Tredici,在2011年写道评论在《自然“”非原生“物种被诽谤驾驶心爱的”原生“物种,以灭绝,一般污染”自然“环境......”Nativeness“不是进化健康或具有积极影响的物种的迹象。”

然而,最近的数十项研究提供了支持塔拉米这一备受争议的假说的证据。在一个11月18日在线在线发布生态昆虫学, Tallamy和两名合著者回顾了支持这一主张的研究,即农业、农林和园艺领域的非本地植物对本地植物群落的广泛迁移是昆虫数量减少的关键原因。

从栖息地破坏、森林砍伐到气候变化,昆虫受到了一系列威胁。

非本土植物的问题已成为“昆虫启示型”的范围成为新的紧急情况已经清楚了。在过去几年中,昆虫下降已经存在记录在全球范围内,包括西部和北欧,北美,哥斯达黎加等北极国家等北极国家,甚至是高北极。在全面审查发表的73份历史报告中生物保护科学家们发现,在陆地生态系统中,鳞翅目(蝴蝶和飞蛾),Hymenoptera(蜜蜂及其亲密的亲属)和鞘翅目(甲虫)以及四个主要水生昆虫团体,如odonata(蜻蜓和蜻蜓)遭受了戏剧性的下降。更重要的是,它不仅仅是具有限制生态需求的专家物种,就像对少数植物的依赖性一样,这也是许多普通和通用的物种。2017年封锁炸弹学习这揭示了德国保护区27年来飞昆虫的生物量下降了76%的震惊,将昆虫困扰着公众意识。

据研究人员介绍,全球昆虫消亡始于20世纪20世纪50年代和20世纪60年代的黎明时期,并在过去二十年中全球达到了惊人的比例。持续的“Bird Armageddon”的报告,反映了昆虫启示型的镜子表明,食虫鸟类在全球昆虫群体的崩溃中一直是抵押损害。

科学家们表示,昆虫已经被一系列持续威胁,从栖息地破坏,森林砍伐,气候变化和对工业农业崛起的光污染的持续威胁堵塞。广泛的公布学习去年发布普罗斯一体计算美国农业对昆虫的毒性48倍,而不是25年前,新烟碱蛋白杀虫剂占致命升级的92%;该研究指出,“毒性负荷的这种增加符合近年来观察到的有益昆虫和食虫鸟类种群的减少。”然而,一种吸引了很少的通知的威胁,而且超过两次国际专家未能提及他们的建议对于昆虫危机的解决方案,是在世界各地以非原生植被的替代本地植物。

斑马燕尾完全依赖于花爪树,这些树是蝴蝶的幼虫的叶子。

斑马燕尾完全依赖于花爪树,这些树是蝴蝶的幼虫的叶子。由道格拉斯·辣妹提供

塔富豪的论文旨在纠正监督。康涅狄格州大学昆虫学家David Wagner,他对昆虫保护文学称为“急需贡献”。他补充说,它“特别值得称赞的工作就揭露了一些曾经习惯过的许多论据,这些论点被宣称非原生植物对生物多样性的威胁,我认为是无意义的。”188金博网注册就送188

Marmalester College的生态学家Mark Davis有一个不同的观点。他指出,甚至赤虫和他的共同作者承认,他们只能将非原生植物的影响从当地鳞片上进行的短期研究外推,因为尚未完成景观规模研究。“换句话说,”戴维斯说:“尚无证据表明,非原生植物减少了昆虫丰富的一般景观。”

塔卢萨斯早期的亨舍认为,非原生植物有助于减少昆虫人群是基于几十年的研究表明许多昆虫,特别是植物饮食物种,占大多数昆虫多样性,取决于有限数量的生存植物。自20世纪60年代以来,科学家们将这种所谓的主机植物专业归功于几个因素,包括需要喂食昆虫,以发展植物防御的方式,如将产生对其他物种的化学化合物。结果,大多数昆虫的饮食仅限于单一植物家族,并且更近的物种对热带来说,他们的菜单可能会越受约束。例如,在巴布亚新几内亚的雨林中超过90%的昆虫草食物可以仅利用单一属的植物,或密切相关的物种。

蝴蝶和飞蛾的饮食限制已经研究了群体暴跌的其他昆虫团体的限制。五年前的科学家看着在世界各地的植物昆虫的饮食宽度下,他们发现69%的毛虫物种可以在一个植物家庭上发展。鉴于这种受限制的饮食,赤毛葡萄球菌和他的共同作者写作,它认为“原生物种的原生植物的位移可能对各地的植物昆虫群体产生深远的影响。”

当原生宿主植物dwindle或消失时,植物吃昆虫的种群缩小并变得越来越多。

事实上,研究多次表明,当本地宿主植物从一个地区减少或消失时,昆虫食草动物的数量也会减少,种类也会减少。一个分析在76型毛虫对天然和引入植物的研究中发现,少数例外情况下,毛虫较大,更可能在其原生宿主植物饲养时存活。在非本土物种侵入的植物社区中,发现,蝴蝶和飞蛾的丰富和多样性显着降低。

但是,有例外情况。在一小部分案例中,昆虫食草动物已经采用引入的植物作为食物来源,特别是如果它们属于与其本地寄主的同一属或家庭。在最庆祝的例子中,34%的加州蝴蝶物种是发现在非本土植物上喂食或产卵。

因为并非每项研究都表现出负面影响,因此长期跑步争议引入的植物是否对本土昆虫有害。生态学家Richard Hobbs,西澳大利亚大学生物科学学院的高级研究员,说“这些假设不能适应新资源正在越来越受到质疑。”他指出,“研究表明,非本地物种可以具有阳性,中性或负面影响,并不像假物种一样简单,因为非原生物种只是平凡的糟糕。”

特拉华州大学昆虫学家道格拉斯·塔丽萨斯(顶部)和学生比较中国和美国榆树的昆虫使用。

特拉华州大学昆虫学家道格拉斯·塔丽萨斯(顶部)和学生比较中国和美国榆树的昆虫使用。由道格拉斯·辣妹提供

然而,根据赤毛葡萄酒,积极案例罕见,“你必须看看消极的和积极影响。”他指出了美国东方东部的猖獗入侵者的Kudzu。已被发现支持银色斑点的船长,这是一个本地蝴蝶。这导致了一些人得出结论,侵入性的非原生植物并非都不糟糕。“随着葛兰入侵,你可能会获得银色斑点的船长,”塔丽萨斯回应“,但你失去了数千种”这取决于Kudzu所取代的原生植物。

即使在那些认为非本地植物是一个重大问题的人当中,对于它们所造成的威胁程度也存在一些不同的意见。康涅狄格大学的瓦格纳将昆虫的困境描述为“千切万死”,他说:“毫无疑问,入侵物种和我们种在院子里的观赏植物正在对昆虫造成损害。”用瓦格纳的话说,尽管它们是“超级重要的压力源”,但真正具有破坏性的“削减”是农业集约化、森林砍伐和土地利用变化。他补充说:“这些是非常糟糕的物种,它们让物种很难继续在这个星球上与人类生活在一起。”

塔拉米说,2001年,当他开始关注这个问题时,“有很多文献都是关于入侵物种引起的问题,但破坏食物网不是其中之一。”当他意识到一大片土地被外来植物所改变时,他突然意识到这是一个重大问题。地球上近一半的土地现在处于某种形式的农业中。根据世界银行(World Bank)的数据,美国48个州几乎45%的土地用于生产农业,如果把牧场和林场占用的面积考虑在内,这个数字还会大幅上升。根据联合国粮农组织的数据,世界上44%的种植森林包括非本地树种;许多人逃离了耕种,现在占据了附近的原生森林。Tallamy和他的合作者也叫大家注意这样一个事实,很大程度上归因于外来植物景观的强烈偏好,城市充斥着引入物种,据估计,这些快速增长的地区可以覆盖多达20%到2030年地球可居住的土地。

大约96%的北美陆鸟鸟类在昆虫上追捕,所以当昆虫衰退时,他们也是。

园艺是自然和人主的景观中侵入性非原生植物的主要增殖者之一。研究表明,50%至70%的侵入性和归化物种通过园艺贸易抵达其新土地。塔富豪指出,即使这些观赏植物从未成为侵入性,它们仍然取代对大多数昆虫的生存至关重要的本地植被。

用突破性的2018年国家科学院的诉讼程序co-authored by Tallamy, “the widespread preference for non-native plants in the horticultural industry has globally transformed millions of acres from potential habitat into ‘food deserts’ for native insects, with the unintentional consequence of reducing the abundance and distribution of birds as well.” The paper was the first to provide data demonstrating that the decline of insects has cascading effects higher up the food chain.

For three years, lead author Desirée Narango, a postdoctoral fellow at the University of Massachusetts, Amherst, and a team of field assistants measured what happens to breeding Carolina chickadees and the caterpillars that are essential food for their chicks in the suburbs of Washington, D.C. Among their findings is that parent birds foraged for food on native plants 86 percent of the time. Yards dominated by introduced plants produced 75 percent less caterpillar biomass than primarily native landscapes and were 60 percent less likely to have breeding chickadees at all. Nests that chickadees did build in yards with many non-native plants contained 1.5 fewer eggs than nests on properties dominated by natives.

卡罗莱纳州山雀从原生郁金香树带有昆虫到其雏鸟。科学家发现,由非本土植物主导的郊区院子里的雏菊巢含有1.5个鸡蛋,而不是占有许多当地人的院子。

卡罗莱纳州山雀从原生郁金香树带有昆虫到其雏鸟。科学家发现,由非本土植物主导的郊区院子里的雏菊巢含有1.5个鸡蛋,而不是占有许多当地人的院子。由道格拉斯·辣妹提供

山雀能够实现所谓的替代率 - 即每年产生足够的小鸡,以取代成年人,越过老年和捕食者 - 只有距离植物生物质少于30%的码;不幸的是,对于鸟类而言,纳冈戈和她的共同作者发现,平均而言,华盛顿州的56%的植物,D.C.郊区不是原产的。他们指出,如果像Carolina Chickadee这样的普通的“城市适应”鸟类受到典型郊区景观中的相对缺乏食物的限制,那么它可能是鸟类更加专业化饮食的巨大问题。更重要的是,大约96%的北美陆地鸟类在昆虫上的幼虫而不是种子或浆果,所以当昆虫衰退时,他们也是如此。

出于这些原因,Tallamy有建议的国内版本的哈佛生物学家E.O.威尔逊的地球上一半项目。如果美国房主将他们的一半草坪转换为生产的原生植物社区,他们将创建一个比大沼泽地,黄石,优胜美地,大提顿,峡谷,雷尼尔,北瀑布,荒地,奥运,荒地,奥林匹克,红杉,大峡谷,Denali和大型烟雾山国家公园合并。

在他们的新论文的结论中,塔拉米和他的合著者承认,我们的知识仍然存在关键的空白。但他们得出的结论是,目前已经完成了足够多的研究,收集了足够多的证据,用塔拉米的话来说,“我们现在可以肯定地回答这个问题,‘外星植物不好吗?’在支持昆虫方面,多数证据是肯定的。”