科技 新浪科技 松樹變紅平添「美景」?不,它們正在一棵接一棵死去

松樹變紅平添「美景」?不,它們正在一棵接一棵死去

新浪科技 2018-12-07 10:12

  來源:我是科學家iScientist

  松,作為歲寒三友(松竹梅)之首,以其堅韌不拔、四季常綠的特質,自古以來就廣為遷客騷人所垂青。

  但近年來,當你「遙望山上松」時,別說「隆冬不能凋」了,還沒到「紅葉滿寒溪」的深秋,松樹早已頻頻變紅,乍眼看去似乎是平添幾分「景緻」,而真相卻令人痛惜——這些「紅松」其實已經命不久矣。

  今年11月27日在台州仙居拍攝到的變紅的馬尾松,對於松樹來說,這意味著「死期將至」。圖片來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心

   一場松樹的瘟疫

  這些變紅的松樹,都得了一種對於松樹來說屬於「癌症」級別的重病——松材線蟲病。

  松材線蟲病的破壞力非常驚人!

  自1982年南京中山陵首次發現松材線蟲至今[1],中國松材線蟲的疫區已經擴大至15個省,致死松樹達5億多株,預計經濟損失近千億!

寧波某座山頭成片枯死的松樹。圖片來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心寧波某座山頭成片枯死的松樹。圖片來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心
僅僅一個夏天松材線蟲就可將一棵20年的馬尾松殺死。圖片來源:南京農業大學植物線蟲實驗室僅僅一個夏天松材線蟲就可將一棵20年的馬尾松殺死。圖片來源:南京農業大學植物線蟲實驗室

   松材線蟲因何肆虐

  說起來,松材線蟲肆虐的事件最早發現於日本。二十世紀初,日本山頭零星出現了松樹的死亡,起初只是幾棵松樹變黃,到了第二年、第三年,整個山頭的松樹就都相繼枯死了。

  面對突如其來的「瘟疫」,日本林業專家猝不及防,遲遲找不到這場災難的發生原因,有人說是因為天牛,也有人說是某種細菌,種種猜測層出不窮。直到1971年才找到了這場「瘟疫」的真兇——松材線蟲[2]。

松樹變紅死去的罪魁禍首——松材線蟲,它們體長為1mm左右。男(雄)左女(雌)右。圖片來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心松樹變紅死去的罪魁禍首——松材線蟲,它們體長為1mm左右。男(雄)左女(雌)右。圖片來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心

  這種線蟲作案技巧高超,為了對松樹大快朵頤,它們的每一步行動都有著精心設計。

松材線蟲的危害方式。圖片來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心松材線蟲的危害方式。圖片來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心

   找到「交通工具」

  由於運動能力有限,大多數寄生蟲的「旅行生涯」都離不開中間宿主的協助,松材線蟲當然也不例外。它們找到了一個重要的合作夥伴——天牛,在中國,松材線蟲主要與松墨天牛狼狽為奸,為禍四方。

松墨天牛(Monochamus alternatus)是松材線蟲在我國傳播的主要幫凶,該種所在的墨天牛屬亦有多種可攜帶並傳播松材線蟲。來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心松墨天牛( Monochamus alternatus)是松材線蟲在我國傳播的主要幫凶,該種所在的墨天牛屬亦有多種可攜帶並傳播松材線蟲。來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心
藏匿在天牛氣管中的松材線蟲。 圖片來源:https://www.forestryimages.org藏匿在天牛氣管中的松材線蟲。 圖片來源:https://www.forestryimages.org

   入侵健康松樹

  攜帶了松材線蟲的松墨天牛在5月底至6月陸續羽化后就飛至松樹樹冠頂部啃食鮮嫩的樹枝,松樹產生傷口並散發的迷人芳香(萜烯類化合物),會令松材線蟲突然興奮,鑽入松樹體內開始瘋狂取食木質部的薄壁細胞,嚴重破壞松樹的運輸系統。

松樹管胞中的松材線蟲 左圖:橫切面 右圖:縱切圖 圖片來源:參考文獻[3]松樹管胞中的松材線蟲 左圖:橫切面 右圖:縱切圖 圖片來源:參考文獻[3]

   松之將死,再度召喚幫凶

  到七八月份,整棵松樹迅速失水枯死,彷佛火燒過一般。此時的松樹也不再分泌能夠抵抗病蟲的松脂(已經是棵死樹了),各種真菌乘虛而入,在松樹已經空洞的管道內安家,呈現出放射狀的藍色。

健康的馬尾松切面,馥郁的松脂芬芳破圖而出。圖片來源:南京農業大學植物線蟲實驗室健康的馬尾松切面,馥郁的松脂芬芳破圖而出。圖片來源:南京農業大學植物線蟲實驗室
死於松材線蟲的松樹縱切面,已有藍變真菌滋生。圖片來源:南京農業大學植物線蟲實驗室死於松材線蟲的松樹縱切面,已有藍變真菌滋生。圖片來源:南京農業大學植物線蟲實驗室
死於松材線蟲的松樹縱切面,沿木射線生長的藍色真菌呈放射狀的「藍變」。圖片來源:寧波檢驗檢疫技術中心死於松材線蟲的松樹縱切面,沿木射線生長的藍色真菌呈放射狀的「藍變」。圖片來源:寧波檢驗檢疫技術中心

  可別小瞧這些真菌,當死樹上沒有薄壁細胞可食用時,松材線蟲便以這些真菌續命,繼續在死樹上繁殖生長,直到他們新的幫凶再度出現。還真巧了,松墨天牛就喜歡在死樹上產卵,幼蟲則以松樹木質部為生,就這樣主謀和幫凶又在死樹上相遇了。

待到天牛羽化成熟時,就帶著松材線蟲去浪跡天涯,開啟新的征程。松墨天牛寶寶。左:幼蟲 右:離蛹 圖片來源:波蘭國家植保所待到天牛羽化成熟時,就帶著松材線蟲去浪跡天涯,開啟新的征程。松墨天牛寶寶。左:幼蟲 右:離蛹 圖片來源:波蘭國家植保所

   一場生物入侵的慘劇

  松材線蟲病在日本不受控制地爆發,根本原因在於,它們原產於北美,是不折不扣的入侵生物。

  因為北美的常見松樹,如濕地松、火炬松、均有良好的抗性,當地昆蟲個體也不如松墨天牛那麼給力,且美國、加拿大夏季較低的氣溫也不適合松材線蟲的繁殖,以至於松材線蟲在北美老家相當老實低調,只能造成極其微小的危害(不過,近年的夏季異常高溫使得松材線蟲在美國的發病趨勢也有所抬頭)。

  然來到達日本之後,情況就大不相同了:夏季的高溫+更為高效的傳播媒介松墨天牛+極易感病的日本赤松,共同促成松材線蟲在60年間席捲日本,對日本的松樹帶來了毀滅性打擊。

松材線蟲在日本的擴散進程 圖片來源:參考文獻[4]松材線蟲在日本的擴散進程 圖片來源:參考文獻[4]

  那麼,松材線蟲是如何漂洋過海來到日本的呢?按理說,天牛的活動範圍最大也不過2.4km,只夠松材線蟲在林間傳播。要漂洋過海,只能搭乘人類貿易活動的便車了。

  20世紀初,日本從美國進口了大量的機械設備,包裝時都會用到木質托盤(有的用松木)來起到穩定避震來保護設備的作用。正是這些不起眼的木托盤成為了松材線蟲和天牛藏匿的完美場所,令這場松樹的「瘟疫」不期而至。

在進境木質包裝中同時發現松材線蟲(需要分離後鏡檢)與松墨天牛幼蟲 。圖片來源:寧波檢驗檢疫技術中心在進境木質包裝中同時發現松材線蟲(需要分離後鏡檢)與松墨天牛幼蟲 。圖片來源:寧波檢驗檢疫技術中心

   相同劇情在中國上演

  1971年,松材線蟲病的發現可謂是投在林業科學界的一顆重磅炸彈,激起了千層巨浪,誰都不曾料想到一種線蟲竟然有如此驚人的破壞力。然而受限於當時的科研條件,和日本隔海相望的中國並沒有做出太多防範,松材線蟲以相同的方式悄悄「偷渡」到中國。

1986年第一屆全國松材線蟲會議,在場的11位幾乎就是當時中國所有的植物線蟲學家了。(右三就是在紫金山首次發現松材線蟲的程瑚瑞教授) 圖片來源:南京農業大學植物病原線蟲實驗室1986年第一屆全國松材線蟲會議,在場的11位幾乎就是當時中國所有的植物線蟲學家了。(右三就是在紫金山首次發現松材線蟲的程瑚瑞教授) 圖片來源:南京農業大學植物病原線蟲實驗室

  當1982年首次在紫金山發現松材線蟲之時,一切已經太遲了。紫金山的黑松應聲倒下,尤其是伴隨著一棵棵樹齡40-50年的松樹紛紛死去,當時的人們除了將它們砍下清理出山林,別無他策。那種痛心和無奈,可能只有當事人能體會了吧。

  如果你現在去中山陵,留心看一看紫金山的植被,就會發現,雖然依舊有不少松樹,但大多已經是不感病的雪松和后替換種植的濕地松,黑松已經基本絕跡了。

這片紫金山上的黑松苗,最後一株活下來的都沒有。圖片來源:南京農業大學植物線蟲實驗室這片紫金山上的黑松苗,最後一株活下來的都沒有。圖片來源:南京農業大學植物線蟲實驗室

   我們還能做些什麼?

  自松材線蟲病發生之後,其蔓延的趨勢就難以遏制,我們已經投入了大量的人力和物力去山林間砍伐死松樹焚毀,用來切斷松材線蟲和天牛繁殖生長的溫床。然而依然很難將它們徹底清除:一方面,少數受害松樹可能當季並無癥狀,第二年才發病;另一方面,一些散落在林間的松樹枝幹,都是可怕的隱患,可謂防不勝防。根據2018年國家林業局發布的最新公告,松材線蟲已在我國16個省有分佈,形勢不容樂觀。

隨著全球氣溫進一步升高,黑色所示的區域都將會是或者已經是松材線蟲病的重災區。圖片來源:參考文獻[5]隨著全球氣溫進一步升高,黑色所示的區域都將會是或者已經是松材線蟲病的重災區。圖片來源:參考文獻[5]

  那麼,面對松材線蟲,是否可以嘗試別的方法?譬如,消滅天牛來斬斷松材線蟲傳播的關鍵鏈條,樹榦注射藥劑來殺滅線蟲,或者乾脆換一些對松材線蟲有抗性的松樹。

  是的,確實已經有了這些方法的嘗試,也展現了一定成效,但還遠未達到我們的預期。

天牛性引誘劑,進來了就別走啦。圖片來源:富民縣林業局天牛性引誘劑,進來了就別走啦。圖片來源:富民縣林業局
松樹掛吊瓶現已全面升級為插瓶子了,瓶內藥液為阿維菌素乳油,一款優秀的殺線蟲藥劑。圖片來源:杭州熱心市民松樹掛吊瓶現已全面升級為插瓶子了,瓶內藥液為阿維菌素乳油,一款優秀的殺線蟲藥劑。圖片來源:杭州熱心市民

  與此同時,在貨物貿易的過程中,繼續阻止松材線蟲進入國內依舊很有必要。隨著國際植物保護公約IPPC ISPM15《國際貿易中木質包裝材料控制準則》的實施,全球運輸的木質包裝已基本實現了熱處理(確保56℃處理30分鐘以上)並加施標記,其傳播松材線蟲的風險已經很低。但從美國進境的各類大型松樹原木中,卻頻頻可覓松材線蟲的蹤影。

今年10月從美國進口的原木中截獲的松材線蟲照片,分別為頭部,雌蟲尾部和雄蟲尾部的特徵。標尺= 10 um 圖片來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心今年10月從美國進口的原木中截獲的松材線蟲照片,分別為頭部,雌蟲尾部和雄蟲尾部的特徵。標尺= 10 um 圖片來源:寧波出入境檢驗檢疫技術中心

  松材線蟲的防治一直以來是研究的重點,但是由於山林間工作環境相對複雜惡劣,想要完成「治」的工作就有些捉襟見肘了。所以還是要以「防」為主,及時將發病的松樹從山林間移除、焚毀並對發病點周圍的松樹進行樹榦藥劑注射,是可將火苗掐滅的。

  設想,要是松材線蟲到了黃山,黃山奇景之一的迎客松就會陷入危險;要是它們入侵香格里拉,稻城亞丁的美景將不復存在,松林間各種美味的菌類也將消失。所以,請大家在日常遊山玩水之餘,多多留心山上的松樹,若發現有小片松樹變紅枯萎,務必第一時間向當地的林業部門報告,說不定,你就可以拯救無數松樹,留松林在鬱郁高岩表,森森幽澗陲。

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