保護森林的樹木殺手白蟻可使雨林免受干旱危害

白蟻幫助熱帶雨林抗旱。

“千里之堤毀于蟻穴”， 作為最古老昆蟲之一的白蟻，雖然個頭小，卻有天大的破壞本領，甚至被認為是世界性害蟲。

它們不僅可以“吃掉”地板和家具，“喝掉”螺絲釘，甚至可以“吞下”一座房子，可謂“屋里白蟻，人人喊打”。

但是有一種樹木可能十分歡迎這些小動物，這就是熱帶雨林。

近日，一個中外聯合研究小組表示，在干旱時期，白蟻能幫助藤蔓幼苗的存活率提高51%。

研究人員表示，這種體型微小的林木白蟻對熱帶雨林因干旱所致的有害生態變化產生了重大影響：它們對維持干旱中長期的生態系統功能發揮了重要作用。相關論文近日刊登于《科學》雜志。

“白蟻在某些熱帶雨林分布十分廣泛。我們在婆羅洲工作時，可以看到那里有很多白蟻，于是我們想量化它們對生態系統的影響。”該論文聯合通訊作者、中國香港大學生物學系教授L. A. Ashton告訴《中國科學報》。

一場干旱

2015年末至2016年初，“超級厄爾尼諾”導致婆羅洲發生了一場極端干旱。

當時，厄爾尼諾天氣加上傳統的耕地管理模式，造成土壤干裂、大片泥炭沼澤森林退化，并導致當年的旱季火災轉變成一場環境災難。火災吞沒了印尼數百萬公頃的森林，其中大部分位于蘇門答臘島和婆羅洲。

當時，由研究人員組成的團隊開始從婆羅洲上的巴朗卡拉亞市出發，尋找并撲滅新的火種。一些人沿著河流考察，一些人則直接奔赴森林。Ashton團隊也來到婆羅洲熱帶雨林。

在婆羅洲熱帶雨林中廣泛分布的白蟻丘，吸引了科學家的注意力。長期干旱會對熱帶雨林生態系統功能構成威脅，并會極大影響樹木死亡率，但似乎蟻丘附近的植物幼苗并未受到干旱的太大影響。

白蟻類已知是生態系統中某些最重要的策劃者。它們能通過分解林地的有機物、木頭和落葉，混合與維護土壤養分及調控濕度來改變土壤性質，這些都是維持雨林生態系統的關鍵因素。

但該研究合作者、英國利物浦大學環境學系教授H. M. Griffiths表示，一直以來，林木白蟻對總體生態的影響基本上未得到量化，人們對干旱介導的對白蟻群體的變化如何在環境應激時影響熱帶雨林的生態系統所知甚少。

于是，Ashton和Griffiths等人決定對白蟻的抗旱影響進行量化。

“我們也曾在馬來西亞沙巴州馬里烏盆地保護區的一個大型野外觀測站工作。在那里，我們跟一組研究助理一起工作，這些合作讓我們能夠在兩年半的研究中對白蟻進行調查和監測。”Ashton回憶道。

量化影響

“為了更好地理解白蟻在生態系統中的作用，我們在2015年厄爾尼諾干旱和之后每年的旱季，開始在雨林中進行大規模的實驗操作。”Ashton說。

研究人員選取了熱帶雨林里的8塊土地。在這些2500平方米的區域中，工作人員挖出或夷平了其中4塊試驗地的白蟻丘，并設置了毒餌，以便將這些白蟻驅除殆盡。而在另外4個區域，研究人員對這些昆蟲置之不理。

但是，驅逐這些林地“土著”并不容易。于是，研究人員不得不嘗試各種手段。

“我們采用了十分‘新穎’的方法，利用廁紙卷對白蟻進行了針對性的抑制。”Ashton說。

結果顯示，在有完整白蟻丘和蟻巢的試驗地中，干旱期間5厘米深度土壤含水量比白蟻活動中斷的試驗地高36%。研究人員指出，白蟻通常需要潮濕的環境，因此在必要時，它們會向下挖幾十米或更多，以便把水帶到它們的生活空間。

而且，干旱期間有白蟻群落的土地上的白蟻活性和數量增加了一倍以上，后者導致了落葉分解速率、土壤營養混合及土壤濕度增加。

研究人員還報告稱，在干旱期間，白蟻導致的近地表土壤水分增加對植物有益：被移植到白蟻仍然活躍的地區的藤蔓幼苗，比那些沒有這種以木材為食的昆蟲的地區的幼苗存活率高出51%。

“這些結果的重要性在于，白蟻是熱帶雨林生態系統過程中一個被忽視的重要組成部分。”Ashton說。

發揮大作用

實際上，不僅在熱帶雨林，在非洲草原，白蟻丘也是植物生長熱點。

2003年拍攝的一張對葉綠素敏感的衛星圖片，改變了美國加州大學戴維斯分校生態學家Truman Young，他開始思考是什么塑造了這片土地的問題。

當時，他和同事進行了肯尼亞長期圍地實驗。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。

研究人員表示，白蟻的挖掘工作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。

普林斯頓大學生態學家Robert Pringle團隊，通過建模白蟻、降雨量、土壤和植物間的互動，也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。

實際上，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等。

白蟻丘還產生了“營養島”，能維持其他動物的生存。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后代，以及計算壁虎的數量，Pringle等人發現，所有這些在白蟻丘附近的生物都更大、更多和更高產。

這些土丘就像熱帶草原的超級市場，同時也吸引了斑馬、水牛、大羚羊等食草動物前來“購物”。

Ashton則預計，隨著氣候變化，未來幾年干旱將更加頻繁，白蟻或許能在熱帶雨林生產力和生物多樣性方面發揮越來越重要的作用。

“在未來，我們想了解白蟻在人類改造的景觀中扮演的角色，包括遭到砍伐的森林以及農業系統。由于氣候變化預計將導致干旱的頻率和嚴重程度增加，因此了解自然系統和經過改造的系統將如何應對干旱，以及白蟻將如何幫助減輕干旱的影響非常重要。”Ashton說。