Текущее заражение короедом в регионе Скалистых гор в Соединенных Штатах было впервые обнаружено в 1996 году. Оно было связано с горным сосновым короедом , который с тех пор распространился на миллионы акров густых лесных угодий. Кроме того, популяции елового короеда также растут в этом районе в последние годы и вносят дополнительный вклад в существующую вспышку. [1] Одним из основных факторов, ограничивающих рост популяции короеда, является температура, при которой они могут выживать, а изменение климата повысило среднюю температуру в регионе, что привело к более теплым зимам и более жарким, более сухим летам. Это не только ускорило процесс размножения короеда, предоставив им больше времени в году для завершения своих стадий развития (на более низких высотах они теперь часто завершают поколения за один год вместо двух), стресс от влаги из-за более высоких температур также ослабляет защиту деревьев от атак, снижая выработку смолы . [2] Кроме того, важную роль играет также управление лесами, поскольку во многих лесах региона очень плотные популяции деревьев, что способствует более быстрому распространению от дерева к дереву, а также еще больше ослабляет защиту деревьев, подвергая их стрессу из-за чрезмерной конкуренции. [3] [4]
В то время как вырубка деревьев в регионе приносит значительные экономические последствия, экосистемы также подвергаются глубокому воздействию: затронутые водоразделы испытывают изменения в хранении и потоке, и такие высокие показатели смертности деревьев изменяют обмен газами между биосферой и атмосферой. Лесные нарушения, такие как пожары, обычно имеют туманные и далеко идущие экологические последствия, и нашествие короедов не является исключением. Хотя многие виды извлекают выгоду из заражения и демонстрируют более высокие показатели встречаемости в затронутых лесах, многие демонстрируют противоположный эффект. В частности, лоси избегают лесов, убитых жуками, хотя они традиционно хорошо адаптируются ко многим нарушениям и извлекают из них выгоду, что представляет собой значительное сокращение среды обитания лосей. [5] Потеря транспирации из убитых жуками деревьев также увеличила вклад грунтовых вод в затронутые водоразделы, что может повлиять на речные экосистемы, а также на использование воды человеком, изменяя такие факторы, как водоснабжение и качество. [6] Наконец, хотя леса действуют как поглотители углерода, поглощающие атмосферный углерод, высокий уровень смертности деревьев не только снижает способность лесов поглощать углерод, но и большие объемы углерода, уже хранящиеся в убитых жуками деревьях, выбрасываются обратно в атмосферу по мере их разложения. [7]
Короед — насекомое подсемейства Scolytinae , насчитывающее около 6000 видов, которые живут и размножаются во внутренней коре деревьев. После успешного проникновения в дерево они спариваются, и самка начинает рыть лабиринт туннелей, проходящих вдоль внутренней коры , называемых яйцевыми галереями, где она затем откладывает яйца. Сами личинки продолжают питаться и рыть ходы дальше по внутренней коре, пока не достигнут взрослого состояния и не уйдут, чтобы найти нового хозяина, чтобы начать процесс заново. В то время как большинство видов короедов предпочитают мертвых или умирающих хозяев, некоторые нападают на живые деревья, отдавая предпочтение зрелым и перезрелым, а также деревьям, ослабленным внешними факторами. Из-за того, что короеды склонны нападать на слабые, поздние или мертвые деревья, они играют важную роль в цикле питания леса , ускоряя разложение старых деревьев, чтобы освободить место для новых. Однако более агрессивные виды могут стать вредителями, поскольку они накапливают большие популяции, нападают на более здоровые деревья и превращаются в нашествие. Единственная прямая защита деревьев от короедов — это смола, выделяемая при разрушении заболони, которая может заполнить туннели, которые они роют, и полностью покрыть насекомых. Однако многие виды короедов переносят на своих телах симбиотические споры грибов, которые они используют для заражения заболони. [8] Это предотвращает попадание смолы в туннели и обеспечивает питание для личинок, но также затрудняет поток воды и питательных веществ через дерево и ускоряет его гибель. [9]
В ответ на беспрецедентное распространение короедов в Скалистых горах и других частях западной части Соединенных Штатов Лесная служба США сформировала в 2007 году Группу по исследованию западного короеда (WBBRG) — сотрудничество между учеными трех исследовательских станций, которое объединяет знания и ресурсы для лучшего понимания угрозы и в конечном итоге разработки стратегии борьбы с ней. [10] В 2011 году WBBRG опубликовала Стратегию по западному короеду. Называемая «скромной стратегией, отражающей текущие бюджетные реалии», она признает, что не все затронутые и подверженные риску лесные земли могут быть покрыты ресурсами, имеющимися в распоряжении проекта. Вместо этого она в основном сосредотачивает свои усилия на важных областях и общем смягчении любых непосредственных последствий для населения. Порядок приоритетов для стратегии: (1) безопасность человека, (2) восстановление и (3) устойчивость. Поскольку в Соединенных Штатах ежедневно падает до 100 000 деревьев, погибших от жуков, возникает значительная угроза безопасности дорожного движения, линиям электропередач и водопроводам, поэтому удаление мертвых деревьев вблизи этих важных удобств имеет первостепенное значение для проекта и будет завершено до двух других приоритетов, которые считаются менее чувствительными к срокам. После того, как общественная безопасность будет обеспечена, усилия по восстановлению будут состоять из удаления мертвых деревьев, которые могут стать причиной потенциальных пожаров, сбора шишек для определенных видов, пересадки деревьев для ускорения восстановления среды обитания и лечения и профилактики вредных сорняков местными видами. Одновременно с этим устойчивость будет достигаться за счет прореживания лесов, находящихся в зоне риска, для снижения стресса от конкуренции и пересадки лесов с соответствующей плотностью. Стратегия отдает приоритет восстановлению пострадавших лесов, а не предотвращению распространения короедов, поскольку текущие методы прямой профилактики, такие как феромонная приманка и пестициды, предназначены для сценариев небольшого масштаба и даже близко не являются экономически эффективными при борьбе с экстремальными масштабами заражения. Хотя стратегия и реализует некоторые методы прямой профилактики, они используются редко и в основном предназначены для защиты ценных деревьев и поддержания эстетической привлекательности важных туристических объектов. [11]
Несмотря на реализацию этой стратегии правительством США, она остается временной мерой, поскольку решения пока не существует. Однако ученые добиваются успехов в лучшем понимании проблемы. Профессор Диана Сикс из Университета Монтаны, чья работа по лесной энтомологии и патологии получила национальное внимание, [12] изучала виды деревьев, которые переживают вспышки короедов, и ее недавние выводы свидетельствуют о том, что выживаемость имеет генетическую основу и может передаваться по наследству. [13] В интервью она утверждает, что прошлые стратегии управления фокусируются на устойчивости к короедам, а не на адаптации. Вместо этого она предполагает, что долгосрочная устойчивость наших лесов зависит от их адаптации к таким угрозам, как короеды и засуха, и что выявление генетических маркировок, которые позволяют определенным видам деревьев пережить текущее заражение, может дать важную информацию, которая может помочь в разработке будущих подходов к управлению, поддерживающих адаптацию лесов. [14]