Войти
Лес с преобладанием ясеня в упадке от изумрудного ясеневого мотылька Виды, которые не являются аборигенными для лесов экосистемы, могут действовать как агент нарушения, изменяя динамику леса по мере их вторжения и распространения. Инвазивные насекомые и патогены (болезни) заносятся в Соединенные Штаты через международную торговлю и распространяются естественным путем и через людей. Инвазивные насекомые и патогены представляют серьезную угрозу для многих лесов в Соединенных Штатах и уничтожили популяции нескольких видов деревьев, включая американский каштан, американский вяз, болиголов восточный, сосна белокоровая и аборигенные виды ясеня (см. Расширенный перечень ниже). Исчезновение этих древесных пород, как правило, происходит быстро и имеет как краткосрочные, так и долгосрочные последствия для лесной экосистемы.
Распространение непарного шелкопряда в 1900-2007 гг. 
непарного шелкопряда в Харперс-Ферри, Западная Вирджиния Международная торговля является основным путем распространения инвазивные насекомые и патогены в Соединенные Штаты.
Ввоз живых растений был путем, приписываемым более 60 процентам наиболее разрушительных неместных вредителей в Соединенные Штаты. Живые растения представляют собой особенно эффективный путь распространения, потому что они обеспечивают пищу для вредителей во время длительных путешествий на неприветливых грузовых судах. Известные ранние примеры живых вредителей растений, такие как буковая чешуя, каштановая гниль и пузырчатая ржавчина белой сосны, попали в Закон о карантине растений. от 1912 года и постановлений Министерства сельского хозяйства США от 1919 года. Несмотря на эти и последующие постановления, насекомые и патогены продолжали проникать через живые растения.
Древесные продукты, включая древесный упаковочный материал, являются вторым наиболее распространенным путем, на который приходится около 30 процентов наиболее разрушительных неместных вредителей в США. Эти низкокачественные деревянные изделия, такие как ящики и поддоны, часто сохраняют внешнюю часть дерева (кору и флоэму), где могут обитать насекомые.
Другие менее распространенные пути включают " автостопом »непосредственно на грузовых судах и контейнерах и в багаже авиапассажиров.
Попав в леса США, инвазивные насекомые и патогены могут распространяться двумя путями: естественным и разгон с помощью человека. Скорость распространения с помощью человека может быть неустойчивой и заставлять вредителя вторгаться в отдаленные отдельные места. Скорость естественного распространения варьируется в зависимости от адаптации видов вредных организмов, но она более диффузная, распространяясь за пределы зараженной зоны. Типичное распространение инвазивных насекомых и патогенов характеризуется обоими способами: диффузным распространением в сочетании с «прыжками» на большие расстояния в отдельные области.
Патогены могут распространяться через воздух, воду, или насекомых и животных-переносчиков (хозяев). Болезнь голландского вяза была распространена короедами вяза, однако гибель деревьев была вызвана патогеном. Фитофтороз каштана - гриб, распространяющийся при ветре и брызгах дождя; болезнь распространялась до 50 миль в год естественным путем. Насекомые-вредители, достигнув взрослой фазы, обладают способностью распространяться путем полета. Изумрудный ясенелист жуки могут преодолевать более семи километров в день. азиатский длиннорогий жук, однако, обычно остается с деревом, на котором он вырос, сохраняя локальное естественное распространение.
Распространение с помощью человека может привести к тому, что инвазивные насекомые или патогены «прыгают» в новые и часто далекие места. Затем перенесенный вредитель может распространиться естественным путем, образуя новые отдельные популяции. Важным средством распространения через человека является транспортировка зараженных дров. Например, отдельные популяции мотыльков изумрудного ясеня были прослежены до удаленных стоянок, где естественное распространение было бы невозможным.
Неместные инвазивные виды могут нарушить экосистемы, потому что они не могут есть естественные хищники или другие экологические системы сдержек и противовесов. Таким образом, при меньшей конкуренции со стороны местных видов неместные популяции могут резко увеличиться. Инвазивные насекомые и патогены уничтожили целые виды деревьев из лесов Соединенных Штатов всего за десятилетия. Такое быстрое изменение состава леса имеет последствия для всей экосистемы. Степень воздействия зависит от характеристик как вредителя, так и дерева-хозяина.
Вредители различаются по средствам атаки и степени поражения. Например, насекомое-дефолиация (непарного шелкопряда ) может ослаблять деревья, но не вызывать непосредственной смертности, в то время как насекомые-зануда (ясеневый мотылек ) часто могут причинять серьезные повреждения. Патоген может медленно ослабить дерево (болезнь коры бука ) или вызвать быстрое ослабление (каштановый упадок ). Вредитель может атаковать определенный вид (болиголов шерстистый адельгид ) или несколько видов (ясеневый изумрудный мотылек ) или виды многих родов (азиатский длиннорогий жук ).
Воздействие на лес также различается в зависимости от характеристик дерева-хозяина. Упадок более доминирующего дерева (американский каштан ) или того, которое выполняет уникальную роль (например, фиксатор азота ) оказывает большее влияние. первопроходец древесных пород, способных быстро восстанавливаться после беспокойства, может восстановить свою роль в лесу во время кульминации древесные породы не могут.
Воздействие на лес можно разделить на две фазы: кратковременное физическое нарушение, вызванное непосредственно вредителями, и долгосрочное изменение функций экосистемы в ответ на нарушение.
Кратковременные нарушения - это физические повреждения, непосредственно вызванные инвазивными вредителями, которые измеряются во временной шкале от месяцев до лет. Краткосрочная продуктивность леса снижается за счет значительной гибели деревьев. Например, продуктивность смешанных ясеневых лесов, пораженных изумрудным ясеневым мотыльком, снизилась примерно на 30 процентов после нарушения. Продуктивность лесов можно снизить даже без повсеместной смертности. Во время нашествия непарного шелкопряда целые леса могут быть дефолиированы, но затем восстановлены. Однако энергия, необходимая для новой листвы, ослабляет деревья. Дубы - излюбленный источник пищи личинок непарного шелкопряда - в течение многих лет после дефолиации дают пониженный урожай желудей. Таким образом страдают животные, питающиеся желудями; но некоторые животные получают пользу от непарного шелкопряда, а именно те, которые охотятся на гусениц (личинок). Подземные растения также могут извлечь выгоду из повышенного количества солнечного света и осадков; или они могут погибнуть, если оставить их слишком незащищенными. Уровни азота в почве повышаются из-за экскрементов насекомых, мертвых гусениц и опавшей листвы.
Другие краткосрочные воздействия включают: изменения микроклимата леса из-за более открытого полога, который увеличивает температуру и снижает влажность, снижение количества видов в симбиотических отношениях с пораженным деревом (щелкунчик Кларка и белокорая сосна), сокращение числа специализированных видов (членистоногие, специализирующиеся на ясене), сокращение количества видов, которые в качестве среды обитания полагаются на пораженные деревья (чернозобая камышевка и болиголов), изменения в составе водных видов из-за перехода ручьев с затененных на более солнечные, усиление эрозии из-за потери корневой массы и древесного покрова.
Долгосрочные нарушения - это изменения в способ функционирования лесной экосистемы в результате возмущения, измеряемый десятилетиями или столетиями. Изменения в лесной экосистеме в первую очередь являются результатом изменений структуры леса и видового состава. Американский каштан раньше составлял до 50 процентов полога во многих восточно-лиственных лесах, виды ясеня составляют 7 процентов всех лесов Висконсина (например) и до 90 процентов некоторых лесов. Тсуга восточная - наиболее распространенное хвойное дерево во многих северо-восточных лесах. Исчезновение этих видов из леса представляет собой утрату того вклада, который они внесли в функцию экосистемы. Сосуществующие виды деревьев и растений выиграют в пустоте, оставленной пораженными видами, но часто выполняют разные функции. Например, тсуга восточная на северо-востоке обычно заменяется на черную березу - медленнорастущее, теневыносливое и глубоко затененное вечнозеленое дерево, заменяемое быстрорастущим открытым листопадным деревом. В то время как краткосрочная продуктивность леса обсуждалась выше, долгосрочная продуктивность ясеневых лесов будет зависеть от видов, которые заполняют пустоту; медленнорастущие виды (клены) снизят продуктивность леса, а быстрорастущие виды (самшит) могут повысить продуктивность.
Полная картина долгосрочных экологических последствий от инвазивных вредителей сложно измерить; и еще слишком рано определять последствия множества новых интродукций инвазивных вредителей. Большая часть исследований была сосредоточена на биологии вредителей, т.е. жизненный цикл и предпочтения хозяина - к пониманию того, как сдержать их распространение. Однако недавние и быстрые вспышки, такие как изумрудный ясень, усилили интерес к пониманию экологических последствий инвазивных вредителей и способов восстановления пораженных лесов.
Американский каштан практически выброшены из леса, выжили в небольших изолированных очагах. Выжившие были скрещены с устойчивым к фитофторозу китайским каштаном и повторно интродуцированы в национальные леса в ходе пробных исследований.
Паразитоидные осы были одобрены для выпуска USDA для борьбы с изумрудным ясеневым мотыльком. Пестициды также используются для защиты ясеня от вторжения бурильщиков. Голубой ясень - единственный местный вид ясеня, который демонстрирует некоторую естественную устойчивость к изумрудному ясеневому буру.
Хотя американский вяз остается восприимчивым к болезни голландского вяза, он сохраняется в леса - таким образом, сохраняя генетическое разнообразие - поскольку они достигают зрелости в молодом возрасте, дают семена, которые разносятся ветром на большие расстояния, могут прижиться на нарушенных территориях и устойчивы к суровым условиям. Выведены и доступны в питомниках сорта американского вяза, устойчивые к болезни голландского вяза, такие как Valley Forge и Princeton.
Примечание. Патогены, переносимые насекомыми, включены в раздел «Патогены
