真菌降解程度对黄胸散白蚁(Reticulitermes flavipes)取食行为的影响：基于强制选择试验的松木边材生物降解机制研究

本研究针对真菌降解木材对白蚁取食行为的影响机制这一关键科学问题，通过ASTM D 3345-08标准强制选择试验，系统分析了褐腐菌(Coniophora puteana)和白腐菌(Trametes versicolor)不同降解时段对欧洲赤松(Pinus sylvestris)边材化学成分及黄胸散白蚁取食偏好的影响。研究发现白蚁对褐腐降解木材的取食强度显著高于白腐木材，且与半纤维素(holocellulose)损失率呈正相关，为理解生物降解协同作用及木质材料耐久性评估提供了重要依据。

　　

在自然界中，木材的降解是一个涉及多种生物相互作用的复杂过程。地下白蚁和木材腐朽真菌作为两大主要分解者，它们之间存在着微妙的生态关系。随着气候变化导致白蚁分布范围扩大，其对建筑木结构和森林生态系统的威胁日益凸显。然而，关于真菌预降解木材如何影响白蚁取食行为这一关键问题，现有研究存在诸多争议：早期学者如Becker(1964)认为白蚁回避白腐木材，而Schultze-Dewitz等(1972)则指出褐腐木材更受青睐，但这些结论多来自选择试验，缺乏强制条件下的系统验证。

为厘清这一科学问题，华沙生命科学大学木材科学研究所的Krajewski团队在《International Biodeterioration》发表了创新性研究。研究人员采用标准ASTM D 3345-08强制选择试验，以欧洲赤松边材为研究对象，通过褐腐菌(Coniophora puteana)2-10周和白腐菌(Trametes versicolor)4-20周的梯度降解，结合化学组分分析（Kürschner-Hoffer法测定纤维素，Wise法测定半纤维素）和4周白蚁取食实验，系统评估了不同腐烂类型和程度对黄胸散白蚁(Reticulitermes flavipes)取食行为的影响。

研究方法上，团队首先制备标准化松木试块(25.4×25.4×6.4 mm)，通过控制真菌培养时间建立不同降解梯度。采用冷冻干燥法精确测定质量损失，并运用Chebyshev不等式进行统计学差异验证。关键创新在于同步监测化学组分变化与白蚁取食响应的定量关系，突破了传统视觉评估法(ASTM D 3345-08)的主观局限性。

研究结果揭示三大重要发现：

1. 1.

   化学成分变化方面：褐腐导致半纤维素含量从75.5%骤降至55.6%，而白腐仅降至70.8%；褐腐使木质素相对含量从27.4%增至36.2%，白腐则降至24.7%。

2. 2.

   白蚁取食响应上：褐腐木材4周降解后白蚁取食量达69.4%，显著高于对照组的33%(p<0.05)；而白腐组即使20周降解后取食量(67.3%)与对照组差异仍不显著。

3. 3.

   协同降解效应中：褐腐10周+白蚁组总降解率达99.7%，而白腐20周+白蚁组为76.4%，证实褐腐更易引发白蚁的爆发性取食。

讨论部分指出，这一现象与半纤维素降解程度高度相关(R²>0.8)。研究首次在强制条件下证实：白蚁对褐腐木材的取食偏好并非源于主动选择，而是其纤维素分解策略与褐腐菌非酶降解模式的协同效应。这一发现为理解森林生态系统的物质循环提供了新视角——褐腐菌通过快速解聚半纤维素为白蚁创造了"预消化"食物源，加速了木质素-碳水化合物复合体(LCC)的矿化过程。

该研究的现实意义体现在三方面：

1. 1.

   为木质建筑材料的耐久性评估建立了化学指标(半纤维素损失率>15%时需加强防蚁措施)；

2. 2.

   解释了气候变化下白蚁北扩可能加剧褐腐木材建筑的风险；

3. 3.

   为开发基于真菌-白蚁互作的生物质转化技术提供了理论依据。研究团队建议后续开展选择试验以验证白蚁的主动偏好机制，并扩大样本量以消除太阳活动对白蚁取食节律的潜在影响。