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抽象的

城市是未来的一瞥

黑色鳞片和喜欢鳞片的甲虫。每一个白色或灰色的肿块都是一个灰暗的尺度。刺了两次的瓢虫是它们的天敌之一。图片:美国弗兰克

编者按:这是埃尔莎·扬斯泰德的客座文章,她是北卡罗来纳州昆虫学系的助理研究员。《华盛顿邮报》认为8月27日的一篇论文在由Youngsteadt。更多的信息是在纸上在这里也可以.这篇文章首先刊登在北卡罗来纳州立大学昆虫生态学与病虫害综合治理博客。

大约一年前,在北卡罗来纳州的巴哈马小镇附近,我沮丧地坐在路边的一片杂草中,等着一辆拖车。我把实验室的小货车牢牢地卡在了沟里。它以令人尴尬、令人作呕的角度倾斜着,一个轮子卡在一个涵洞的口上。好心的路人用链条和四轮驱动把我拉了出来,但这只会让事情变得更糟。

我的记忆已经模糊的事件序列,但介于两者之间滑入沟里,救援尝试失败,最后到来的巨型牵引truck-I确实徒步进了树林,我来:八个细长红枫分支,从树上剪在北卡罗莱纳州的山森林。

40多年前,一位植物生物学家在尼克松政府和越南战争的鼎盛时期收集了这里的枫树枝,我循着他的足迹找到了这个特殊的地点,包括沟渠和其他所有地方。在那些日子里,森林更凉爽。现在炎热的三伏天比当时平均热1.4摄氏度(约2.5华氏度),这应该会对树木和生活在树上的昆虫产生影响。

忧伤、邋遢、愁云密布的红枫树。图片:美国弗兰克
忧伤、邋遢、愁云密布的红枫树。图片:美国弗兰克

具体来说,这应该会对悲观的介壳虫.这些小虫子似乎喜欢热天气。我的同事亚当·戴尔(Adam Dale)一直在研究罗利市(Raleigh)的阴沉鳞片,他发现该市最热地区的街道树规模有时是城市较冷地区的200倍。

鳞片喝树汁,所以更多的鳞片对树木有害.气温升高几度,就会使一棵高大的绿荫树和一棵枝干枯死、树叶稀疏、树皮肮脏、鳞片覆盖的可怜的、脏兮兮的树区别开来。

我们认为,如果气候变暖给城市的鳞蚧带来了如此强大的推动力,那么全球变暖也会对农村森林中的鳞蚧昆虫产生同样的影响。但我们仍然没有直接证据表明,随着时间的推移,城市发生的事情代表着农村地区发生的事情。

这似乎是确凿的证据。与鸟类和蝴蝶不同的是,这种单调、毫米长的灰色尺度并没有引起长期的热情监测。但也许我们可以从另一个来源获取鳞片昆虫的信息,这就是为什么我非常感激许多植物生物学家,比如1971年在希尔森林(Hill Forest)收集了一根一英尺长的枫树枝的那位。

这些具有历史意义的植物标本被收藏起来,被称为植物标本库。在那里,它们被粘在坚硬的纸板上,贴上标签,然后堆放在有樟脑球香味的柜子里。结果发现,许多老树枝上仍然有完整的鳞虫,它们牢牢地粘在它们曾经生活过的地方,但不引人注目。

在一个古老的植物标本室标本上,有阴暗的鳞片覆盖。照片:E.K. Youngsteadt
在一个古老的植物标本室标本上,有阴暗的鳞片覆盖。照片:E.K. Youngsteadt

它们会出现在那里是完全合理的,但当我在北卡罗来纳大学植物标本室第一次搜索时,只有12根树枝,就有一片灰暗的鳞片——与我们城市里的红枫相同的物种。它保存完好,看起来像是上周才被收集到的,而不是30年前。即使是在有百年历史的树枝上,鳞片看起来也很完美。

所以我数了数。他根据来自美国东南部的300多个历史标本进行计数,然后将它们的数量与当年的历史温度和每个标本的采集地点相匹配。

事实是:在相对凉爽的历史时期,只有17%的树枝上有介壳虫。但在相对炎热的时期,36%的人受到了感染。换句话说,鳞片寄生的树枝在炎热时期比寒冷时期多出一倍多——正如我们所预期的那样,如果农村森林的鳞片昆虫从气候变暖中获益,就像它们在城市中获益一样。此外,受感染最严重的树枝是在与现代城市罗利相似的温度下生长的。

但历史标本并不是故事的全部。过去的几年甚至比历史上温暖的时期都要温暖,所以为了验证我们的预测,我们需要回到那些老树枝最初被收集的地方,看看它们的鳞片侵扰是否真的变得更严重了。

仔细的记录和过去的植物标本室标签帮助埃尔莎重新安置了收集地点。照片:E.K. Youngsteadt
仔细的记录和过去的植物标本室标签帮助埃尔莎重新安置了收集地点。照片:E.K. Youngsteadt

多亏了那些过去的植物收集者的仔细记录,我得以追踪到北卡罗莱纳州20个森林遗址,那里在70年代、80年代和90年代收集了红枫枝(我只在其中一个地方开了一辆卡车)。在20个地点中有16个,黑暗规模的种群比来自同一地点的原始分枝上的种群密度更大。总的来说,我发现2013年的鳞片数量是前几十年的5倍。

这不是好消息,但也不是时候恐慌,因为黑暗的鳞片正在杀死我们的森林。尽管乡村的蚧虫明显受益于气候变暖,就像它们在罗利所做的那样,但它们的数量仍然没有我们在城镇看到的那么多。造成这种差异的原因是一个开放的问题(我有一些猜测,但这是另一个故事)。因此,尽管我敢打赌,未来几十年,在北卡罗来纳州的农村地区,这种悲观情绪会越来越普遍,但我还不能说会有多普遍。

但这并不仅仅是关于令人沮丧的规模。它是关于城市作为气候变化的先锋队。如果我们能观察尺度对城市变暖的反应,并正确预测它们因全球变暖而增加的数量,我们是否也能对其他生物做同样的事情?我们能不能实现它的功能,比如授粉和害虫生物控制?

我希望我们可以开始观察城市生态系统中的问题昆虫,并利用这些信息对自然地区未来的生态变化发出预警。我们通过铺设我们的城市并使其升温所做的实验可能会告诉我们更多关于生物如何应对未来变暖的信息。

这篇文章是基于一项新的研究:youngstead, E., Dale, a.g., Terando, a.j., Dunn, R.R.和Frank, S.D. 2014。城市模拟气候变化吗?草食动物对城市和全球变暖的反应比较全球变化生物学.doi: 10.1111 / gcb.12692。