欧洲温带和北方森林中昆虫干扰的差异趋势

《Global Change Biology》：Divergent Trends in Insect Disturbance Across Europe's Temperate and Boreal Forests

本研究分析了2000-2022年欧洲温带和boreal地区森林昆虫干扰的变化趋势，发现松树甲虫等borer在针叶树上的干扰显著增加（年均7.8%），而阔叶树上的defoliators干扰减少（年均-6.3%）。气候变暖和干燥条件（VPD升高）普遍加剧了干扰，其影响与VPD呈正相关（平均10.97%）。同一食性或宿主树的昆虫干扰呈现同步性，但不同食性间无显著同步。数据表明，昆虫干扰可能推动欧洲森林从松树向阔叶树转变，需加强监测和适应性管理。

　　随着全球气候变化和土地利用方式的持续变化，树木与昆虫植食性动物之间的相互作用正在发生转变，这些变化影响了森林生态系统中的生物扰动模式。昆虫对树木的破坏性活动是森林生态系统的重要组成部分，不仅塑造了森林的自然动态，还对生态系统功能和生物多样性产生了深远影响。然而，由于这些变化的复杂性和多样性，对昆虫扰动趋势的理解仍然有限。本文通过整合15个欧洲国家从2000年至2022年的森林昆虫扰动数据，对森林昆虫扰动的时空变化趋势进行了系统分析。这些数据涵盖50种植食性昆虫，共1361个时间序列，为我们提供了深入理解森林昆虫扰动动态的窗口。

森林昆虫扰动的变化趋势在不同树种、昆虫类群和区域间呈现出显著的差异。研究发现，木屑虫（即树干和木质部食性昆虫）对针叶树的影响自2000年以来显著增加，而叶食性昆虫（如鳞翅目昆虫）对针叶树和被子植物的影响则呈现下降趋势。值得注意的是，针叶树的大多数扰动（85.8%）是由单一物种——欧洲云杉小蠹虫（*Ips typographus*）造成的，这表明其在针叶树扰动中的主导地位。相比之下，被子植物的扰动主要由六种不同的昆虫引起，这反映了被子植物对昆虫侵害的复杂性。这种差异可能源于针叶树在特定气候条件下的脆弱性，以及被子植物的多样性带来的防御机制。

木屑虫对针叶树的扰动在21世纪显著增加，而叶食性昆虫的扰动则在两个类群中均有所下降。这一趋势的差异可能与昆虫的生命周期和环境适应性有关。例如，木屑虫的繁殖周期较短，且对温度变化非常敏感，这些特征使其更容易受到气候变暖的影响。此外，气候条件对针叶树的健康和抗性产生直接影响，而叶食性昆虫的扰动更多地受到环境因素的间接影响，如昆虫与树木的物候不匹配以及病原体之间的相互作用。这些因素共同导致了昆虫扰动在不同类群和树种中的差异性变化。

研究还揭示了森林昆虫扰动与气候条件之间的紧密联系。温暖和干燥的环境显著增加了昆虫扰动的频率和强度，这种影响在木屑虫类群中尤为明显。然而，这种影响并非在所有昆虫类群中都具有普遍性，说明昆虫对环境的响应具有复杂性。例如，虽然温暖干燥的气候条件普遍促进了木屑虫的活动，但某些叶食性昆虫的扰动则表现出对湿度变化的敏感性。这种趋势可能与昆虫的生态位、生命周期以及宿主植物的抗性有关。

在不同区域和时间尺度上，森林昆虫扰动呈现出显著的同步性。在同一类群或同一宿主树种的昆虫之间，扰动的变化趋势更加一致，而不同类群或宿主树种的昆虫扰动则表现出较少的同步性。这一发现表明，昆虫扰动可能受到共享的生态驱动因素影响，如区域性的气候异常或共同的天敌作用。这种同步性在不同树种中也有体现，例如对*Picea abies*（欧洲云杉）和*Pinus sylvestris*（欧洲松）的木屑虫扰动显示出较高的相关性，这可能与它们在生态位上的重叠以及对环境变化的相似反应有关。

这些研究结果对欧洲森林管理政策和气候变化适应策略具有重要意义。随着森林结构的变化，从针叶树主导转向更广泛的被子植物，昆虫扰动的模式也在不断演变。例如，木屑虫对针叶树的增加扰动可能促使森林管理策略向更广泛的树种多样化发展，以减少单一树种对昆虫侵害的脆弱性。此外，叶食性昆虫扰动的减少可能为被子植物的扩张提供机会，尤其是在面对干旱等极端气候事件时，被子植物可能更具适应性。

然而，这些趋势的识别和理解仍然面临挑战。由于各国在数据收集和监测方法上的差异，导致了数据标准化和比较性的问题。此外，昆虫扰动的归因在不同地区存在不确定性，尤其是在依赖人工监测和专家判断的情况下。因此，为了更全面地了解森林昆虫扰动的动态变化，需要加强跨国合作和数据共享，同时提升监测技术的精度和一致性。

研究结果还强调了适应气候变化的森林管理策略的重要性。通过整合昆虫扰动数据和气候变量，我们可以更准确地预测未来森林生态系统的变化，并制定相应的适应措施。例如，利用木屑虫扰动的模式，可以识别出森林中哪些区域可能更容易受到气候变化的影响，从而指导森林保护和恢复工作。此外，叶食性昆虫扰动的减少可能为被子植物的推广提供支持，尤其是在气候变化导致某些针叶树种减少的情况下。

总体而言，本文的研究揭示了森林昆虫扰动在时空上的多样性趋势，为理解这些变化的潜在机制和识别未来可能的威胁提供了重要信息。这些发现不仅有助于森林生态系统的管理和保护，还可能对全球范围内的森林生态系统研究产生影响。未来的研究需要进一步探索昆虫扰动与森林生态变化之间的相互作用，以支持更有效的森林管理政策和适应策略。