Landscape configuration drives fall armyworm dominance over native stemborers in smallholder maize systems in the Congo Basin
Diese Studie zeigt, dass in den kleinbäuerlichen Maiskultursystemen des Kongobeckens komplexe und aggregierte Landschaftskonfigurationen die Dominanz des invasiven Heerwurms gegenüber einheimischen Stängelbohrern fördern, während eine erhöhte Waldbedeckung und Randdichte dazu beitragen, Heerwurm-Befälle zu unterdrücken.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
In der weiten, feuchten Ausdehnung des Kongobeckens stehen die Maisfelder, die Kleinbauern ernähren, unter Beschuss. Seit Jahrzehnten beherbergen diese Felder eine Gemeinschaft einheimischer Schädlinge, primär Motten, deren Larven in die Stängel des Maises bohren, bekannt als Stängelbohrer. Diese Insekten sind Teil eines lokalen Ökosystems, das sich parallel zu den Nutzpflanzen entwickelt hat. Doch ein neuer, invasiver Feind aus Amerika ist angekommen: der Heerwurm (Fall Armyworm). Dieser Schädling ist ein Generalist, der in der Lage ist, eine Vielzahl von Pflanzen zu fressen und sich schnell über große Distanzen zu bewegen. Seine Ankunft hat nicht nur das Problem verschärft; sie hat das Machtgefüge auf den Feldern grundlegend verändert und die einheimischen Schädlinge oft an den Rand gedrängt.
Wissenschaftler wissen schon lange, dass die Form und Anordnung des Landes um ein Feld herum – die Landschaft – beeinflussen kann, wie sich Schädlinge ausbreiten. Ein Mosaik aus Wäldern, Feldern und Übergangszonen schafft eine komplexe Umgebung, die die Reise eines Insekts entweder unterstützen oder behindern kann. Es blieb jedoch unklar, wie genau die physische Anordnung des Landes den Kampf zwischen einem schnell wandernden Eindringling wie dem Heerwurm und den langsameren, spezialisierteren einheimischen Stängelbohrern beeinflusst. Hilft eine komplexe Landschaft dem Eindringling bei der Übernahme, oder schützt sie die Nutzpflanzen? Das Verständnis dessen ist entscheidend für Landwirte, die ihre Felder bewirtschaften müssen, ohne sich ausschließlich auf Chemikalien zu verlassen, insbesondere da der Klimawandel und die landwirtschaftliche Intensivierung die Umwelt umgestalten.
Ein Forscherteam aus verschiedenen Universitäten der Demokratischen Republik Kongo machte sich auf den Weg, um diese Frage zu beantworten, indem sie das Land selbst untersuchten. Sie reisten zu sechs verschiedenen Standorten in der Nähe von Kisangani, einer Stadt im Herzen des Regenwaldes, um die dort von lokalen Bauern bewirtschafteten Maisfelder zu untersuchen. Sie konzentrierten sich auf das Stadium vor der Blütezeit (Pre-Tasseling), eine kritische Phase, in der die Pflanzen am verwundbarsten sind. In jedem Feld zählten sie sorgfältig, wie viele Pflanzen durch den Heerwurm geschädigt wurden, wie viele vom einheimischen Stängelbohrer betroffen waren und wie viele unter beiden litten. Um den Kontext dieser Felder zu verstehen, betrachteten sie nicht nur die Nutzpflanzen; sie betrachtten die gesamte sie umgebende Landschaft. Mithilfe von Satellitenbildern kartierten sie die Wälder, die Felder und die Ränder, an denen verschiedene Lebensräume aufeinandertreffen, innerhalb eines Radius von einem Kilometer um jeden Bauernhof. Sie maßen spezifische Merkmale dieser Landschaft, wie etwa wie gezackt und unregelmäßig die Formen der Waldparzellen waren, wie viel Waldbedeckung vorhanden war und wie verklumpt oder verstreut die verschiedenen Lebensräume waren.
Die Ergebnisse offenbarten eine harte Realität: Der Heerwurm ist zum dominanten Schädling in diesen Systemen geworden. In einigen der untersuchten Felder waren fast alle Pflanzen vom invasiven Wurm befallen, wobei die Werte bis zu 9agramm 93 Prozent erreichten. Im Gegensatz dazu wurden die einheimischen Stängelbohrer nur in sehr geringen Zahlen gefunden, und es war selten, beide Schädlinge gleichzeitig an derselben Pflanze zu beobachten. Die Daten zeigten, dass der Heerwurm nicht nur präsent war, sondern die einheimischen Arten in diesen Umgebungen effektiv ersetzte.
Als die Forscher diese Befallszahlen mit den Landschaftskarten verknüpften, zeichnete sich ein klares Muster ab. Der Heerwurm gedieh in Landschaften, die komplex und aggregiert waren. Insbesondere Felder, die von Land mit hochgradig unregelmäßigen, gezackten Patch-Formen umgeben waren und in denen die Lebensräume verklumpt zusammenlagen, wiesen die höchsten Befallsraten auf. Diese komplexen Landschaften schienen wie eine Autobahn für den mobilen Eindringling zu wirken, die es ihm ermöglichte, sich leicht auszubreiten und zu etablieren. Im Gegensatz dazu hatten die einheimischen Stängelbohrer in denselben komplexen Umgebungen zu kämpfen. Ihre Zahlen sanken signifikant, sobald die Landschaft unregelmäßiger und aggregierter wurde.
Die Studie hob auch die schützende Rolle der Wälder hervor. Gebiete mit einem höheren Anteil an Waldbedeckung und jene mit einer höheren Randdichte – den Grenzen, an denen Wälder auf Felder treffen – wiesen tatsächlich weniger Heerwurm-Befälle auf. Dies deutet darauf hin, dass, während eine komplexe, verklumpte Landschaft dem Eindringling helfen kann, eine Landschaft, die erhebliche Waldflächen bewahrt und ausgeprägte Kanten schafft, die Fähigkeit des Schädlings zur Kolonialisierung der Nutzpflanzen stören kann. Die einheimischen Stängelbohrer, die weniger mobil sind und auf stabile Graslandschaften angewiesen sind, schienen durch eben jene Komplexität behindert zu werden, die dem Heerwurm half.
Diese Erkenntnisse legen nahe, dass die physische Anordnung des Landes wie ein Filter wirkt, der den invasiven, hochmobilen Heerwurm begünstigt, während er die einheimischen, spezialisierten Stängelbohrer einschränkt. Die Forscher fanden heraus, dass die Form und Konnektivität der Landschaft wichtigere Treiber für diesen Wandel waren als die bloße Menge an vorhandenem Wald. Das bedeutet, dass die Art und Weise, wie Felder und Wälder im Raum angeordnet sind, unbeabsichtigt Bedingungen schaffen kann, die es einem invasiven Schädling ermöglichen, zu dominieren. Für Landwirte und Landverwalter im Kongobecken impliziert dies, dass die Schädlingsbekämpfung über das einzelne Feld hinaus betrachtet werden muss. Strategien, die die Vielfalt der Lebensräume erhöhen oder Wälder bewahren, müssen sorgfältig geplant werden, um sicherzustellen, dass sie nicht versehentlich genau die Art von komplexer, aggregierter Landschaft schaffen, die der Heerwurm zu seinem Vorteil nutzt. Die Studie weist auf die Notwendigkeit einer Schädlingsbekämpfung hin, die die gesamte Landschaft berücksichtigt und darauf abzielt, eine räumliche Anordnung zu finden, die den Eindringling begrenzt und gleichzeitig das lokale Ökosystem sowie die Lebensgrundlagen der Bauern, die davon abhängen, unterstützt.
Ertrinken Sie in Arbeiten in Ihrem Fachgebiet?
Erhalten Sie tägliche Digests der neuesten Arbeiten passend zu Ihren Forschungsbegriffen — mit technischen Zusammenfassungen, in Ihrer Sprache.