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蟲害知識

白蟻對于生態環境的影響

Truman Young仍然記得,10年前,他跟同事第一次在空中看到非洲的旱地景觀時的驚訝心情。金合歡樹和叢生禾草似乎雜亂地分布在陸地上,而白蟻丘也分散在肯尼亞中部的農場—野外臺站附近。但2003年拍攝的衛星圖片顯示,這些類似圓點花紋的土丘相隔距離足夠遠,以避免發生領土戰爭。更令人吃驚的是,一張對葉綠素敏感的衛星圖片揭示,白蟻丘也是植物生長熱點。

 

斑馬等食草動物偏愛白蟻丘附近的植被。

圖片來源:ROB PRINGLE

       美國加州大學戴維斯分校生態學家Young回憶道,這張照片“改變了我們思考有關是什么塑造了這片土地的問題的方式”。數十年來,多虧美國國家科學基金會的資助,他和同事進行了肯尼亞長期圍地實驗(KLEE)。該項目圈了一片4公頃的土地,以評估大象、牛和其他食草動物對熱帶草原的影響。但在研究過衛星圖片后,Young忽然意識到,白蟻也應被添加到研究列表中。

       “我們都傾向于認為大型哺乳動物是熱帶草原上發生的事情的主要驅動者。但我們看到的白蟻丘越多,它們就越可能正在驅動事態的發展。”普林斯頓大學生態學家Robert Pringle說。通過建模白蟻、降雨量、土壤和植物間的互動,Pringle研究小組推斷,白蟻丘是對陣氣候變化的一個保險策略,保護其上的植被免受水荒困擾。

       荷蘭阿姆斯特丹大學理論生物學家Jef Huisman認為這些結論顯示,“白蟻丘在干旱陸地景觀中起到十分重要的作用”。該研究還質疑了土地管理者能否基于陸地航測圖預測正在逼近的荒漠化。“我們不應該盲目采用簡單模型所得出的預警信號。”Huisman說。

       非洲的原住居民很早就意識到白蟻丘上的土壤比一般土壤更肥沃,且利于農作物生長。例如,白蟻能通過建造洞群改變土壤剖面。在一些地方,白蟻會向過于沙化的土壤中添加黏土,使其便于筑巢。在穆帕拉,它們會用沙土讓過于黏硬的土地變軟,從而能更容易地挖掘隧道。

       “在這兩種情況下,白蟻讓土地變得更好。”Young說。因此,植物也更易于在這種土壤上生長。另外,這些挖掘工作還能幫助土丘更好地保持水分。“在一年中適當的時候,這些白蟻丘全部是綠色的,而其余的植被則是棕色的。”

       即便熱帶草原的標志金合歡樹也能從中受益。它們無法在白蟻丘上生長,但佛羅里達大學生態學家Todd Palmer發現,生長在白蟻丘附近的金合歡樹氮濃度更高,也更容易結出果實。

       總之,白蟻丘產生了“營養島”,能維持其他動物的生存。10多年前,Palmer就注意到,沿白蟻丘邊緣生活的蟻群規模最大。原因是,由于植物茂盛,這些土丘供養著更多能被螞蟻捕食的昆蟲。“這些土丘就像熱帶草原的超級市場。”Palmer說,白蟻丘同時也吸引了斑馬、水牛、大羚羊等食草動物。

       通過誘捕白蟻丘附近的飛行和爬行昆蟲,追蹤以昆蟲為食的蜘蛛的后代,以及計算壁虎的數量,Pringle、Palmer及其同事發現,所有這些在白蟻丘附近的生物都更大、更多和更高產。此外,計算機模型研究顯示,白蟻丘的整齊間距通過使動物需要到達最近土丘的平均距離最小化,從而提高了有利效果。

       從而Pringle與普林斯頓大學理論生態學家Corina Tarnita合作進行的最新白蟻研究,檢驗了一個已被廣泛接受的理論,干旱土地上的植被會按照一定間距分塊生長,不像濕潤地區那樣形成成片的草坪。原因是每種植物的根都能改變土壤,幫助凝聚水分和減緩其蒸發。當環境更干旱時,植被叢間的距離將擴展。而且,該理論預測,“如果將水分降低到足夠小,你將面臨變成沙漠的悲劇性轉變。”Pringle說。結果是,植被簇的出現可能是生態系統陷入危險的信號。

       考慮到穆帕拉的干旱氣候,Tarnita希望能看到指示性的植被簇。但無論她和Pringle多么辛苦地尋找,他們都沒有在白蟻丘發現這樣的植被分布模式。之后,他們訪問了其他研究人員為調查不同放牧物種如何影響植物再生,而用火燒過的一片區域。這片區域只有短而硬的地表植被,他們用釣竿將一臺照相機掛在10米高的空中,圖片顯示,在白蟻丘地區,新生長的植被形成了成片的草坪。

       為了研究白蟻丘如何塑造這些植被生長模型,該研究小組開始求助于數學模型,這些模型之前暗示植被簇是荒漠化的“排頭兵”。這些模型通常將土壤視為均一的,但Tarnita進行了修改,添加了營養島。

       Tarnita和現就職于英國斯特拉斯克萊德大學的Juan Bonachela還為該模型添加了不同的降雨量。結果發現,在干旱條件下,白蟻丘上的植被仍能存活,盡管減少了30%。這暗示白蟻丘重塑的土壤能減緩植被的喪失。而且,白蟻丘上存活下來的植被有助于整個地區植被的再生。同時,在穆帕拉進行的白蟻研究仍在繼續。研究人員正在檢測白蟻對減緩陸地景觀退化的額外作用。


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