Исследование лесов США в национальном масштабе выявило тесную взаимосвязь между разнообразием местных пород деревьев и количеством неместных вредителей, которые представляют экономическую и экологическую угрозу лесам страны.
"Каждые несколько лет к нам прилетает новое экзотическое насекомое или болезнь, которые могут нанести вред нашим родным лесам", - говорит Кевин Поттер, доцент-исследователь Департамента лесного хозяйства Университета штата Северная Каролина. и наук об окружающей среде и соавтор статьи об исследовании в Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Изумрудно-ясеневая златка уничтожает ряд видов ясеня на Среднем Западе и все чаще на Юге. Каштан, великолепное дерево, имеющее огромную ценность для экосистемы, а также экономическую ценность на Юге и исчезли из-за патогена. А болиголовы подвергаются нападению болиголова шерстистого адельгида с северо-востока вдоль Аппалачей на юг."
Чтобы лучше понять, как неместные насекомые и болезни вторгаются в леса США, исследователи проверили противоречивые представления о биоразнообразии. Во-первых, наличие большего количества видов деревьев может способствовать разнообразию вредителей, предоставляя им больше мест, где они могут закрепиться. Другая возможность заключается в том, что биоразнообразие деревьев может оказывать защитное воздействие на леса, например, разбавляя пул деревьев-хозяев и затрудняя приживление вредителей.
«Мы обнаружили, что и облегчение, и разбавление происходят одновременно», - говорит Поттер. «Мы обнаружили, что биоразнообразие местных деревьев действительно важно, но важно по-разному в разное время».
Объединив два национальных набора данных на уровне округов, исследователи обнаружили, что взаимосвязь между разнообразием деревьев и разнообразием вредителей имеет форму горба.
«Поскольку у вас растет количество видов деревьев, у вас растет количество видов вредителей, вплоть до переломного момента, когда это соотношение меняется», - говорит Поттер. «Тогда количество видов вредителей уменьшается по мере увеличения количества видов деревьев-хозяев».
В целом, в округах, где в лесах произрастает от 30 до 40 различных видов деревьев-хозяев, как правило, больше всего неместных вредителей. Но эффекты зависят от того, является ли захватчик специалистом, который может заражать только один вид деревьев, или он является универсалом, таким как непарный шелкопряд, который может распространяться на более чем 60 различных хозяев.
Мы видим, что леса на Среднем Западе и вплоть до Новой Англии находятся в средней части этой горбовидной кривой с точки зрения количества видов деревьев-хозяев, и это места, где было много проблем с насекомыми и болезнями», - говорит Поттер.
На западе у нас меньше насекомых и болезней-вредителей, но в некоторых случаях они все же наносят большой ущерб, потому что леса не отличаются разнообразием. Если у вас есть специалист по вредителям, приходите и отбрасывайте один из основных компонентов вашего биоразнообразия, то это может иметь большее влияние. Примером того, как это работает, может быть внезапная смерть дуба, болезнь в Калифорнии, поражающая дубы».
Исследователи из Лесной службы США, Purdue, штата Северная Каролина, Чешского университета наук о жизни и Duke совместно работали над исследованием, в котором использовались два больших набора данных. Инвентаризация и анализ лесов США, национальная лесная перепись, содержат информацию о 135 000 лесных участков в США, где бригады регулярно измеряют деревья и проверяют условия окружающей среды. В этом исследовании данные FIA использовались для подсчета видов деревьев в каждом из 2098 округов. База данных Alien Forest Pest Explorer предлагает записи на уровне округа о наличии или отсутствии неместных насекомых и болезней, в том числе 66, использованных для этого исследования.
Исследователи также изучили другие факторы, которые могут повлиять на инвазию вредителей, такие как плотность населения и условия окружающей среды, включая осадки, высоту над уровнем моря и среднюю температуру. По словам Поттера, биоразнообразие деревьев лучше предсказывало появление неместных вредителей.
По его словам, Результаты могут помочь определить приоритетность усилий по мониторингу лесов, наиболее подверженных риску нашествия вредителей в будущем.
"К сожалению, реальность такова, что часто мы не замечаем этих экзотических вредителей и болезней, пока они не приживутся и не начнут оказывать влияние на наши местные виды, когда уже почти слишком поздно."