赵莉蔺团队在《Global Change Biology》发表研究成果揭示松材线虫对全球森林碳汇造成威胁

　　

近日，中国科学院动物研究所赵莉蔺研究员团队在生态学国际期刊Global Change Biology在线发表了题为“Vulnerability of global pine forestry's carbon sink to an invasive pathogen-vector system”的研究成果，揭示了松材线虫对全球森林碳汇造成威胁。

森林生态系统作为一个重要的碳库在全球碳循环中起到重要作用。北半球的中幼林对全球碳汇的贡献约为70%-80%。本项研究强调，松树是北半球碳储量的主要贡献者。在110种松属种类中，33种（33%）属于濒危保护物种。前10种全球分布面积最大的松树以及33种濒危松树都集中在北半球碳汇贡献区。经统计，北半球松树的总碳储量为70726 TgC，贡献了北半球森林碳汇的17.7%，分别占亚洲、欧洲和北美森林总碳储量的4.9%、28.4%和12.5%。因此，加强全球松林的保护对于实现“双碳”目标至关重要。

松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）原产于北美，先后入侵至亚洲的日本、中国和韩国，欧洲的葡萄牙和西班牙等，已造成全球松林生态系统1857 TgC的碳汇损失，占欧洲活树生物量碳储存的18%。松材线虫造成的全球碳汇损失超过了林火这一主要森林干扰因素。

松材线虫能适应多种传播媒介昆虫。经统计，松材线虫能被7种墨天牛属昆虫携带传播，另外有8种墨天牛属昆虫能携带松材线虫，14种墨天牛属昆虫有携带风险。在欧洲，媒介昆虫云杉小墨天牛（Monochamus sutor）、云杉粗鞘墨天牛（M. sartor）与易感树种海岸松（Pinus pinaster）的分布区域广泛重叠，预测法国和意大利等国未来松材线虫发生风险极大。在亚洲，92%的松材线虫易感松树分布在中国。在我国黑龙江地区，媒介云杉花墨天牛（M. saltuarius）与世界濒危植物红松（P. koraiensis）的分布高度重叠，松材线虫一旦入侵，世界最大的红松原始森林将难以留存。

在全球气候变化背景下，利用气候因子协同入侵生物及其寄主植物潜在分布区进行综合分析，对精准评估入侵种全球风险至关重要。本研究结合寄主和媒介昆虫分布情况，预测了气候变化下松材线虫全球高风险栖息地，并预估了松材线虫未来造成的碳汇威胁。预计降水模式的北移将加剧松材线虫全球北扩西进的传播。到2040年，预测波兰和葡萄牙的高风险地区将占各国森林面积的90%以上，拥有丰富森林生物量的波兰、德国、法国和俄罗斯将遭受大量碳损失（1000-2000 TgC）。松材线虫在韩国、日本、中国的高风险区将覆盖各国80%以上的森林面积。到2100年，松材线虫将危及欧亚大陆78%的北方森林。高风险林区中，62%属于全球碳汇的主要分布区，42%属于全球生物多样性热点区。若不加强防控，松材线虫造成的碳损失可能超过陆地生态系统总碳储量的39%。

中国科学院动物研究所周娇、杜晶晶、葡萄牙国家农业和兽医研究所Luís Filipe P. Bonifácio、河南大学殷万东为共同第一作者，中国科学院动物研究所赵莉蔺研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金重点项目、区域创新发展联合基金重点项目、国家重点研发项目、国家林草局揭榜挂帅项目等共同资助。

论文链接?https://doi.org/10.1111/gcb.17614

图1 松树的碳储量

(a) 松树的全球分布,(b)亚洲、欧洲和北美的松林和森林的碳储量,(c) 亚洲、欧洲和北美森林中松树贡献的碳汇比例,(d) 亚洲、欧洲和北美排名前三植物的碳储量,(e)松树濒危等级分类,(f)前10种分布面积最大的松树及33种濒危松树的分布区

图2 松材线虫（黄色）、媒介墨天牛（棕色）和寄主松树（绿色）的全球分布