凉爽的天气可以增强杀死树木的树皮甲虫的攻击

达特茅斯学院(Dartmouth College)的一项新研究显示，随着气候变暖，破坏性的南松甲虫会扩大其北部地区，这种新栖息地的凉爽气候可能会增加昆虫对树木的杀伤力。

这项研究表明，气候变化如何能对已经受到攻击的森林造成破坏性的、一击两拳的打击，以及天气影响害虫数量的另一种机制。

在这项研究中，达特茅斯研究小组展示了在北纬地区遇到的寒冷的秋冬温度是如何影响未成熟的南松甲虫的生长和发育的，从而导致当天气变暖时，成虫的出现更加同步。

研究中详细描述的行为增加了松树林的风险，因为新出现的甲虫会大量攻击树木。同时活动的甲虫越多，它们就越有可能摧毁树木防御系统，为下一代的攻击生产出更多的甲虫。

“气候变化不仅给这一具有破坏性的物种提供了新的生存空间，还会产生一种更致命的害虫，对森林造成严重破坏，”杰弗里·伦巴多(Jeffrey Lombardo)说。

南松甲虫原产于美国东南部，随着气候变暖，南松甲虫正在茁壮成长。这种害虫是气候变化允许范围扩大的标志。15年来，这种昆虫的活动范围从美国东南部逐渐扩大到新泽西州、纽约州长岛、康涅狄格州、马萨诸塞州，现在又扩展到纽约州北部。

达特茅斯学院的研究重点是研究甲虫从幼虫到成虫的发育如何受到不同天气模式的影响。

“这项研究让我们对温度差异如何影响一个已经超出其传统范围的物种有了更深入的了解，”达特茅斯学院(Dartmouth)生物学教授、该研究的合著者马修·艾尔斯(Matthew Ayres)说。“从2007年我们第一次了解到寒冷的冬季如何在甲虫种群中产生不同的季节模式，我们已经走了很长一段路。”

为了进行这项研究，研究小组采用了多种方法，包括原位实验室实验、理论发展速度模型、新泽西州新占领的松林以及东南部州的甲虫历史栖息地的野外捕获。

研究表明，寒冷的秋季和冬季气温在它们不断扩大的北部范围内显著增加了幼虫发育末期甲虫的数量，也使它们在天气变暖时大量出现。这种集中集中的发展中的个体——一种被称为物候同步的现象——导致大量的成熟甲虫同时出现。

相反，研究人员发现，当留在较温暖的温度下时，生命阶段的收敛性是不存在的;甲虫持续发展，并没有在发展的一个阶段表现出类似的人口集中。

虽然并不是所有物种都能从同一地区的大量个体中受益，但南方的松树甲虫依靠高密度的人口密度来更有效地“挖出”松树。甲虫对松树的大规模协同攻击打开了额外的资源，从而支持更多的甲虫。这种积极的反馈可以推动人口的爆发。

“来自同步出现的甲虫的数量的力量会给松树带来灾难，”Lombardo说，他正在加入马里兰圣玛丽学院。

发表在《生态生态学》杂志上的这项研究表明，约50华氏度的温度允许幼虫进食和生长，但不允许它们在蛹期之后生长。因此，所有的幼虫都做好了蛹化的准备，但是成虫的蛹化和出现要等到气温升高到60度或更高的时候才会发生。

根据这项研究，生理机制与任何在生命阶段中有不同的热反应，缺乏滞育和经历寒冷冬季的昆虫有关。作者指出，他们的研究灵感来自于对山松甲虫的研究，山松甲虫是北美洲西部地区的一个相关物种。

这项研究是对气候变化如何给森林带来新的风险的警告，也是科学如何帮助森林的一个例子。这项研究的知识被建立在南松甲虫预测系统中，这是森林管理者预测高风险季节并加大检测和抑制力度的工具。

艾尔斯说:“世界各地的森林正受到潜在害虫分布和数量变化的挑战，这使得科学比以往任何时候都更加重要。”