劍橋大學領(lǐng)導的一項研究發(fā)現(xiàn)，吞葉毛蟲的定期大規(guī)模爆發(fā)可以改善附近湖泊的水質(zhì)--但也可能增加湖泊的二氧化碳排放。在溫帶森林中，入侵的吉普賽蛾（Lymantriadispar dispar）和森林帳篷毛蟲蛾（Malacasoma disstria）的毛蟲的爆發(fā)至少每五年發(fā)生一次。

這些昆蟲啃食大量的樹葉，導致落葉的減少和昆蟲排泄物的增加，已被發(fā)現(xiàn)改變了營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)，特別是碳和氮，在陸地和附近的湖泊之間的循環(huán)，且非常明顯。

富含氮元素的昆蟲排泄物被沖入湖水中后會成為微生物的肥料，然后在代謝過程中向大氣中釋放二氧化碳。研究人員認為，在爆發(fā)的年份，大量的糞便將有利于湖泊中產(chǎn)生溫室氣體的細菌的生長，而犧牲從大氣中清除二氧化碳的藻類。

"這些昆蟲基本上是將富含碳元素的樹葉轉(zhuǎn)化為富含氮元素的便便的小機器。"論文的資深作者、劍橋大學植物科學系的安德魯-塔嫩扎普（Andrew Tanentzap）教授說："這些便便代替樹葉掉進湖里，這大大改變了水的化學性質(zhì)--我們認為這將增加湖泊成為溫室氣體來源的程度。"

隨著氣候的變化，預計范圍會向北擴展，昆蟲數(shù)量增長也會增加。這使得北部森林在未來面臨落葉蟲爆發(fā)的風險增加，可能會導致更多的二氧化碳從附近的湖泊釋放出來。

這種向北的轉(zhuǎn)變也令人擔憂，因為更北的地方有更多的淡水湖。而且預計氣候變化也會有利于湖泊周圍的落葉闊葉樹，這將放大昆蟲的影響。

該研究發(fā)現(xiàn)，在昆蟲爆發(fā)的年份，森林的葉子面積平均減少了22%。同時，與沒有爆發(fā)的年份相比，附近湖泊的溶解氮含量增加了112%，溶解碳含量減少了27%。當湖泊集水區(qū)含有較高比例的落葉闊葉樹，如橡樹和楓樹時，這種影響最大，因為毛蟲喜歡這些樹，而不是松樹等針葉樹。

為了得到他們的結(jié)果，研究人員將加拿大安大略省12個湖泊集水區(qū)32年的昆蟲爆發(fā)調(diào)查和湖水化學數(shù)據(jù)以及關(guān)于森林類型和每月葉面積覆蓋的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)結(jié)合起來。這些結(jié)果今天發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

這被認為是迄今為止對昆蟲爆發(fā)如何影響淡水碳和氮動態(tài)進行的最廣泛的研究。以前的研究是如此之小，以至于難以提取更廣泛的一般情況。

之前對北半球266個湖泊的26年研究表明，碳在這些湖水中自然積累，這個過程稱為褐化。這一趨勢被歸因于各種因素，包括氣候變化，以及從歷史上的酸雨和伐木活動中恢復。將新的結(jié)果與這一數(shù)據(jù)進行比較表明，食葉毛蟲的爆發(fā)可以有效地抵消附近湖泊中一整年的碳積累--大大改善水質(zhì)。

在沒有爆發(fā)食葉昆蟲的年份，進入湖泊的碳和氮通常來自腐爛的葉子和針狀垃圾，并且在秋季達到數(shù)量的高峰。在爆發(fā)的年份，該研究發(fā)現(xiàn)附近的淡水湖泊中的溶解碳平均減少了27%。

"當湖泊周圍的樹木主要是落葉的時候，食葉昆蟲的爆發(fā)可以使湖水中溶解的碳減少近三分之一。"劍橋大學植物科學系的研究員、報告的第一作者山姆-伍德曼說："這些昆蟲能對水質(zhì)產(chǎn)生如此明顯的影響，這實在令人驚訝。從水質(zhì)的角度來看，它們是一件好事，但從氣候的角度來看，它們是相當糟糕的--但它們在氣候模型中卻被完全忽略了。"

【來源：cnBeta.COM】

關(guān)鍵詞： 毛蟲 湖泊 水質(zhì)