入侵昆虫食草动物改变苏铁提供的生态系统服务

《土壤圈》杂志 2024 年 6 月刊发表的一项研究探讨了一种非本土介壳虫如何改变新入侵岛屿上新宿主苏铁物种的落叶分解动态。这种介壳虫被称为苏铁 aulacaspis 介壳虫，简称 CAS，几十年来一直在全球各地入侵新领地，杀当地的栽培和天然苏铁种群。

入侵岛屿群落的非本土食草昆虫经常威胁作为新发现宿主的本土植物。科学界通常会量化这些岛屿入侵后的植物亡率，但保护研究通常不考虑连锁生态系统反应。

引发生物地球化学研究的事件是2003年对关岛的入侵，当时当地的苏铁种群受到威胁。

“我们早在 2005 年就记录了 CAS 导致的本土苏铁植物亡事件，”关岛大学退休教授、作者托马斯·马勒 (Thomas Marler) 说道。“作为回应，国际苏铁专家联盟开始传达热情洋溢的建议，要求建立一个生物控制生物联盟来控制关岛的 CAS 种群。”

随着植物亡数量的不断增加，宿主植物密克罗尼西亚苏铁最终因持续的亡而被列入美国《濒危物种法案》 (ESA)。

“然而令我们沮丧的是，有权的决策者从未充分关注建立 CAS 生物控制所需的步骤，”马勒说。

因此，该大学西太平洋热带研究中心的植物生理学实验室开展了一系列研究，旨在更全面地了解苏铁入侵岛屿社区后对生态系统造成的破坏。最终目标是产生新知识，以了解苏铁种群的消失如何改变岛屿环境中的生态系统动态。

关岛研究小组使用传统的凋落物分解协议来比较被 CAS 损坏的苏铁叶子与未损坏的苏铁叶子的分解动力学。

大约一年的凋落物孵化表明，CAS 损坏大大加快了叶子分解的速度，包括大量营养素从凋落物释放到土壤的速度。例如，在研究结束时，未损坏的凋落物中所含的氮是 CAS 损坏的凋落物中所含的三倍。

“我们还想扩大研究范围，以确定其他苏铁物种的枯枝落叶分解是否受到 CAS 损害的影响，”Marler 说道。“由于被列入 ESA 名单，在关岛开展研究的后勤限制变得难以实施，因此我们在菲律宾关岛大学的苏铁种质收藏中开展了一项研究，以此扩大第一项研究的范围。”

菲律宾的研究比较了六种苏铁类植物的凋落物分解情况，结果证实了关岛研究的结果。经过大约一年的分解，孵化室中剩余的未受损凋落物至少是 CAS 受损凋落物的两倍。

关岛的案​​例研究证实，CAS 对岛屿生态系统的新一轮入侵需要环保人士迅速采取行动，建立生物控制措施，因为行动不充分会导致 CAS 造成生态系统层面的破坏。

“事实上，苏铁植物为其社区提供的生态系统服务之一就是产生缓慢分解的落叶，科学家称其为难分解的落叶，因为碳和其他营养物质会在苏铁落叶中封存很长时间，”马勒说。“我们已经证明，这种生态系统服务因 CAS 的长期食草行为而遭到破坏。”

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