白蚁通常被视为害虫，啃食房屋和建筑物的地基。但在热带雨林中，这些木材雕刻大师实际上是重要的分解者。白蚁有助于分解腐烂的木材，将营养和碳释放回土壤和大气中。现在，一项涵盖六大洲的大型国际研究的最新发现表明，温度越高，白蚁分解腐烂木材的速度就越快。
一项于周四发表在《科学》杂志上的新研究显示，每升高 10°C，白蚁分解和消耗木材的速度就会增加 6.8 倍以上。相比之下，在相同的温度升高下，微生物分解木材的速度只会翻倍。“这就像你从波士顿到迈阿密，如果温度升高 10 摄氏度，白蚁的分解速度就会增加七倍，”该论文的首席作者、迈阿密大学生物学教授 Amy Zanne 说。“这意味着木材的循环速度更快——碳的释放速度也更快。”
倒下的树木、树桩、树枝、落叶和其他植物残骸是重要的碳储存源——总计储存了约 730 亿吨。这些“枯死木”是碳循环的一部分，在这个循环中，储存的碳原子被释放并重新回到环境中。这个过程促进了新的植物生长，并通过向大气中排放二氧化碳和甲烷来影响地球的温度和气候。导致木材腐烂的因素有很多，从野火到太阳辐射，再到微生物和真菌。“如果我们没有分解者，世界将被动植物的尸体填满，”专门研究分解和碳循环的 Zanne 解释说。
但 Zanne 说，昆虫——如白蚁——在木材分解中也扮演着重要角色。白蚁是温度敏感的生物，它们向赤道方向的丰度和多样性增加。与温带地区啃食房屋的害虫不同，在热带地区，白蚁的数量更多，种类也更多。某些种类专门以落叶、草或粪便为食。Zanne 解释说，在亚洲和非洲发现的另一类白蚁会“种植”一种白腐菌。“这种真菌能够矿化木材的木质素——这是世界上最难分解的材料之一——再加上白蚁的带有金属的颚，它们可以轻易地消灭腐烂的木材。”
为了更好地了解这些吞食木材的昆虫，Zanne 与来自世界各地 133 个地点的 108 位合著者合作，其中包括南北半球的温带和热带地区。研究人员选择了一种可以遍地取材的木材——辐射松，又称蒙特雷松。每个参与小组都会烘干木块，称重，然后用只有微生物才能穿过的细网包裹起来——其中一半底部开有孔，以便白蚁进入。研究人员监测这些木块长达 48 个月，观察了真菌以及白蚁建造的复杂隧道和沟壑。（Zanne 说，一些奇异的生物——包括一条微型毒蛇和一只黑寡妇蜘蛛——也偷偷溜进了松木块。）
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清除所有杂物后，研究小组将木材烘干并重新称重，以比较一段时间内的分解量。以往的 研究表明，在温暖的条件下，微生物分解木材的速度更快，这在新收集的木块数据中得到了反映。但 Zanne 和她的同事们对白蚁对温度的敏感程度感到惊讶——白蚁的反应速度是微生物的四倍。
“这些数字简直是天文数字，”Zanne 说。“它们对温度的升高非常敏感，这意味着温度略有升高，它们就会大大加快将碳从木材中循环出来的速度。”
这些新发现与之前的研究一致。2021 年发表在《自然》杂志上的一项研究发现，昆虫分解枯死木的速度随着温度升高而增加，尤其是在热带地区，与较凉爽的地区相比更为显著。但 Zanne 和研究作者指出，白蚁也对降水敏感，但方式出乎意料：尽管白蚁的分解作用在热带环境中最为显著，但研究小组发现在热带稀树草原和亚热带沙漠等较干燥的地区，它们也对分解产生了明显影响。
康涅狄格大学微生物学名誉教授 Kenneth Noll 表示，这项研究突显了在气候变化下碳循环的重要趋势，他本人并未参与这项研究。“我认为这项研究很有趣，因为它旨在填补我们对枯死木分解速率的认识中的一个相当大的空白，”Noll 在一封电子邮件中写道。“随着全球变暖，储存的碳返回大气中的速率无疑会增加，因此我们必须更准确地测量这一点，才能建立更好的气候模型。”
随着气候变化预计将使环境向更热带化的方向转变，这可能会为白蚁创造更适宜的栖息地，并导致其种群扩张。Zanne 和研究作者认为，这可能会增加它们在碳循环中作为木材分解者的作用。然而，Noll 指出，全球平均气温预计只会上升约两倍，这意味着白蚁分解作用在全球范围内的增长将远不及七倍，“因此其影响可能相对较小”。他补充说，有待观察的是，温带和北方森林地区白蚁群落将如何应对气候变化，因为这些地区的气温升高幅度更大。
他还提到，调查白蚁作为甲烷——一种强效温室气体——的来源是值得的。Zanne 表示同意。“白蚁就像小牛，它们通过消化系统释放甲烷，”她说。“我们还认为它们有潜力改变甲烷的释放量与被锁在土壤中的量。所以它们可能会改变碳离开木材的方式。”
尽管科学家们正在努力揭示气候变化未来将如何影响各种生物，但 Zanne 认为，了解气候变化将如何影响碳循环同样重要。
她表示，重要的是要考虑“像我们常常看不见的微生物和白蚁这样的微小生物在世界中的作用”。“它们对维持和影响我们共同居住的地球至关重要。”
