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外来植物是如何导致全球昆虫数量减少的

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,道格·塔拉米(Doug Tallamy)就从国外引进的植物对本地昆虫构成严重威胁发出警告。特拉华大学的昆虫学家推测,通过将本地植物群落转变为所谓的新奇景观,外来物种日益占据主导地位,许多昆虫无法赖以为生,它们不仅危及昆虫,还危及鸟类和其他以昆虫为生的动物。

不是每个人都用张开的武器迎接论文。引入的植物对生物多样性的影响是生态学中最具争议的问题之一,188金博网注册就送188比较的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年写道评论在杂志中自然“”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,最近的研究已经提供了支持Tallamy热情的假设的证据。在一个11月18日在线在线发布生态昆虫学,Tallamy和两位共同作者审查了该研究的主张,即农业,农业植物和园艺中的非原生植物普遍存在的原生植物社区是昆虫下降的关键原因。

昆虫被一系列威胁堵塞,从栖息地破坏和砍伐气候变化。

随着“昆虫末日”的到来,外来植物的问题变得越来越紧迫。已经很清楚了。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73份历史报告发表在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出版普罗斯一体计算出美国农业对昆虫的毒性是25年前的48倍,其中新烟碱类杀虫剂占了92%;该研究指出,“毒性负荷的增加与近年来观察到的有益昆虫和食虫鸟类数量的减少是一致的。”然而,有一个威胁几乎没有引起注意,二十多名国际专家在他们的报告中没有提到建议书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。

对蝴蝶和飞蛾的饮食限制的研究比对其他种群数量骤降的昆虫的研究要多。5年前当科学家看起来在世界上食草昆虫的饮食范围中,他们发现69%的毛虫种类只能在一个植物科上生长。塔拉米和他的合著者写道,考虑到这些限制的饮食,有理由认为“非本地物种取代本地植物,可能会对各地的植食性昆虫种群产生深远的影响。”

当本地宿主植物减少或消失时,植食性昆虫的数量就会减少,种类也会减少。

事实上,研究一再表现出来,当本土宿主植物被渗出或从一个区域消失时,昆虫食草动物的种群缩小并变得不那么多元化。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。

然而,也有例外。在一小部分情况下,昆虫食草动物采用引进的植物作为食物来源,特别是如果它们与本地宿主属于同一属或科。在最著名的例子中,34%的加州蝴蝶品种是成立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Tallamy的说法,积极的例子并不多见,而且“你必须在看到积极影响的同时也要看到消极影响。”他以葛藤为例,葛藤是美国东部的一种猖獗的入侵者,被发现是当地一种斑蝶的寄主。这使得一些人得出结论,外来入侵植物并不都是有害的。“葛藤入侵后,你可能会得到银斑的船长,”塔拉米回答说,“但实际上你会失去成千上万种”,这些物种依赖于被葛藤取代的本地植物。

甚至在考虑非原生植物的人中有重大问题的人中,对他们姿势的威胁程度有一些意见差异。康涅狄格大学的瓦格纳,威尔斯将昆虫的困境描述为“一千条削减的死亡”,“毫无疑问,侵入物种和我们在院子里的植物的植物正在造成昆虫的损失。”虽然它们是“超级重要的压力园”,但在瓦格纳的话语中,真正的破坏性“削减”是农业强化,森林砍伐和土地利用变化。“那些是那些只是邪恶的坏人,”他补充道,“并使物种难以与这个星球上的人类继续生活。”

塔丽萨说,在2001年,当他开始专注于这个主题时,“文学中有很多关于侵入物种引起的问题,但破坏食物网是其中之一的问题。”当他意识到非原生植物的一个地区有多大的地区时,他会震惊他这是一个主要问题。近一半的星球土地现在处于某种形式的农业。According to the World Bank, almost 45 percent of the land in the lower 48 U.S. states is devoted to production agriculture, and this figure soars when the area occupied by rangeland and tree farms is factored in. According to the UN Food and Agriculture Organization, 44 percent of the world’s planted forests include non-native tree species; many have escaped from cultivation and now dominate nearby native forests. Tallamy and his co-authors also call attention to the fact that due in large part to the strong preference for exotic plants in landscaping, urban areas are rife with introduced species, and it’s estimated that these quickly growing areas could cover as much as 20 percent of the earth’s habitable land by 2030.

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.

卡罗来纳山雀将一只昆虫从一棵本地的郁金香树上带到它的雏鸟身上。科学家们发现,在郊区由外来植物主导的院子里筑巢的山雀比在有大量本地植物的院子里筑巢的山雀蛋少1.5个。

卡罗来纳山雀将一只昆虫从一棵本地的郁金香树上带到它的雏鸟身上。科学家们发现,在郊区由外来植物主导的院子里筑巢的山雀比在有大量本地植物的院子里筑巢的山雀蛋少1.5个。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有建议的美国版的哈佛生物学家e·o·威尔逊半地球项目。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,奥林匹克州大的“本土国家公园”。红杉,大峡谷,Denali和大型烟雾山国家公园合并。

在他们的新论文结束时,蜂蜜和他的共同作者承认我们知识的关键差距仍然存在。But they conclude that at this point enough studies have been completed and enough evidence gathered that, in Tallamy’s words, “we can now definitively answer the question, ‘Are alien plants bad?’ In terms of supporting insects, the preponderance of the evidence says yes.”