โรคไม้ตายในป่า (หรือ " Waldsterben " ซึ่งเป็นคำยืมจาก ภาษาเยอรมัน ออกเสียงว่า[ ˈvaltˌʃtɛʁbn̩ ])^ⓘ ) เป็นสภาวะในต้นไม้หรือพืชเนื้อไม้ที่ส่วนรอบนอกถูกทำลาย ไม่ว่าจะเกิดจากเชื้อโรค ปรสิตหรือสภาวะต่างๆ เช่นฝนกรดภัยแล้ง[ ^{1 ] และ}อื่นๆ

เหตุการณ์เหล่านี้อาจส่งผลร้ายแรง เช่น ความสามารถในการฟื้นตัวของระบบนิเวศลดลง^{[ 2 ]}ความสัมพันธ์ทางชีวภาพที่สำคัญหายไป^{[ 3 ]}และจุดเปลี่ยน^{[ 4 ]}จุดเปลี่ยนสำคัญบางประการสำหรับ การ เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ครั้งใหญ่ ที่คาดการณ์ไว้ในศตวรรษหน้ามีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการตายของป่า^{[ 5 ]}

การตายของป่าหมายถึงปรากฏการณ์ที่กลุ่มต้นไม้สูญเสียสุขภาพและตายไปโดยไม่มีสาเหตุที่ชัดเจน สภาวะนี้ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อการเสื่อมโทรมของป่า ความเสียหายของป่า การตายของเรือนยอด และการตายของกลุ่มต้นไม้^{[ 6 ]}โดยปกติแล้วจะส่งผลกระทบต่อต้นไม้แต่ละชนิดแต่ก็อาจส่งผลกระทบต่อหลายชนิดได้เช่นกัน การตายของป่าเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นระยะ^{[ 6 ]}และอาจเกิดขึ้นได้ในหลายสถานที่และหลายรูปแบบ อาจเกิดขึ้นตามแนวขอบ ในระดับความสูงที่เฉพาะเจาะจง หรือกระจายไปทั่วระบบนิเวศของป่า^{[ 7 ]}

การตายของป่าแสดงออกมาในหลายรูปแบบ ได้แก่ การร่วงหล่นของใบและเข็ม การเปลี่ยนสีของใบและเข็ม การลดลงของเรือนยอดต้นไม้ การตายของต้นไม้ที่มีอายุมาก และการเปลี่ยนแปลงในรากของต้นไม้ นอกจากนี้ยังมีรูปแบบการเปลี่ยนแปลงหลายรูปแบบ กลุ่มต้นไม้สามารถแสดงอาการเล็กน้อย อาการรุนแรง หรือแม้กระทั่งตายได้ การเสื่อมโทรมของป่าสามารถมองได้ว่าเป็นผลมาจากการตายของต้นไม้หลายชนิดในป่าอย่างต่อเนื่อง แพร่หลาย และรุนแรง^{[ 6 ]}การเสื่อมโทรมของป่าในปัจจุบันสามารถกำหนดได้จาก: การพัฒนาอย่างรวดเร็วในต้นไม้แต่ละต้น การเกิดขึ้นในประเภทป่าที่แตกต่างกัน การเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลานาน (มากกว่า 10 ปี) และการเกิดขึ้นตลอดช่วงการกระจายตัวตามธรรมชาติของสายพันธุ์ที่ได้รับผลกระทบ^{[ 7 ]}

มี การวิจัยมากมายในช่วงทศวรรษ 1980 เมื่อเกิดการตายของต้นไม้อย่างรุนแรงในเยอรมนีและภาคตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา การตายของต้นไม้ก่อนหน้านี้จำกัดอยู่ในภูมิภาค อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1970 การเสื่อมโทรมได้เกิดขึ้นกับป่าในยุโรปกลางและบางส่วนของอเมริกาเหนือ ความเสียหายของป่าในเยอรมนีโดยเฉพาะนั้นแตกต่างออกไปเนื่องจากการเสื่อมโทรมรุนแรง ความเสียหายแพร่กระจายไปทั่วต้นไม้หลายชนิด เปอร์เซ็นต์ของต้นไม้ที่ได้รับผลกระทบเพิ่มขึ้นจาก 8% ในปี 1982 เป็น 50% ในปี 1984 และคงอยู่ที่ 50% จนถึงปี 1987 ^{[ 7 ]}มีการเสนอสมมติฐานมากมายสำหรับการตายของต้นไม้ครั้งนี้ดูด้านล่าง

ในศตวรรษที่ 20 ทวีปอเมริกาเหนือประสบกับ การตายของ ไม้เนื้อแข็ง ที่สำคัญถึง 5 ครั้ง การตายของป่าเกิดขึ้นหลังจากป่าเจริญเติบโตเต็มที่ และแต่ละครั้งกินเวลาประมาณ 11 ปี การตายของป่าเขตอบอุ่นที่รุนแรงที่สุดเกิดขึ้นกับ ต้น เบิร์ชขาวและเบิร์ชเหลืองโดยเริ่มเกิดขึ้นระหว่างปี 1934 ถึง 1937 และสิ้นสุดระหว่างปี 1953 ถึง 1954 ซึ่งเป็นไปตามรูปแบบคลื่นที่ปรากฏขึ้นครั้งแรกในภูมิภาคทางใต้และเคลื่อนไปยังภูมิภาคทางเหนือ โดยมีคลื่นลูกที่สองปรากฏให้เห็นระหว่างปี 1957 ถึง 1965 ในควิเบกตอนเหนือ^{[ 8 ]}

อาการตายจากโรคอาจส่งผลกระทบต่อสายพันธุ์อื่นๆ เช่นต้นแอชต้นโอ๊กและต้นเมเปิลโดย เฉพาะอย่างยิ่ง ต้นเมเปิลน้ำตาลประสบกับอาการตายจากโรคเป็นระลอกในบางส่วนของสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1960 ระลอกที่สองเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในแคนาดาในช่วงทศวรรษ 1980 แต่ก็แพร่มาถึงสหรัฐอเมริกาด้วย อาการตายจากโรคเหล่านี้ได้รับการวิเคราะห์เชิงตัวเลขเพื่อไม่รวมการตาย ของต้นไม้ตามธรรมชาติ มีการตั้งสมมติฐานว่าป่าที่โตเต็มวัยจะมีความอ่อนไหวต่อ ความเครียดจากสภาพแวดล้อม ที่ รุนแรงมากกว่า^{[ 8 ]}

องค์ประกอบของระบบนิเวศป่าไม้มีความซับซ้อน และการระบุความสัมพันธ์เชิงสาเหตุและผลกระทบที่เฉพาะเจาะจงระหว่างการตายของต้นไม้กับสภาพแวดล้อมนั้นเป็นกระบวนการที่ยากลำบาก ตลอดหลายปีที่ผ่านมา มีการวิจัยมากมายและมีการยอมรับสมมติฐานบางประการ เช่น:

• ด้วงเปลือกไม้ : ด้วงเปลือกไม้ใช้เนื้อเยื่ออ่อนของต้นไม้เป็นที่พักอาศัย หาอาหาร และทำรัง การมาถึงของพวกมันมักจะรวมถึงสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เช่น เชื้อราและแบคทีเรียด้วย พวกมันสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันซึ่งทำให้สภาพของต้นไม้แย่ลง^{[ 9 ]}วงจรชีวิตของพวกมันขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของต้นไม้ เนื่องจากพวกมันวางไข่ในต้นไม้ เมื่อฟักออกมา ตัวอ่อนสามารถสร้างความสัมพันธ์แบบปรสิตกับต้นไม้ โดยอาศัยต้นไม้เป็นอาหาร และขัดขวางการไหลเวียนของน้ำและสารอาหารจากรากไปยังลำต้น^{[ 9 ]}
• สภาวะ น้ำใต้ดิน : การศึกษาที่ดำเนินการในออสเตรเลียพบว่าสภาวะต่างๆ เช่น ความลึกและความเค็ม อาจช่วยทำนายการตายของต้นไม้ก่อนที่จะเกิดขึ้นได้ ในเขตชีวภาพหนึ่ง เมื่อทั้งความลึกและความเข้มข้นของความเค็มเพิ่มขึ้น การเจริญเติบโตของป่าก็เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ในเขตชีวภาพอีกแห่งในพื้นที่ศึกษาเดียวกัน เมื่อความลึกเพิ่มขึ้น แต่น้ำมีความเข้มข้นของเกลือต่ำกว่า (เช่น น้ำจืด) การตายของต้นไม้ก็เพิ่มขึ้น^{[ 10 ]}
• ภาวะแห้งแล้งและความเครียดจากความร้อน: มีการตั้งสมมติฐานว่าภาวะแห้งแล้งและความเครียดจากความร้อนเป็นสาเหตุของการตายของต้นไม้ สาเหตุที่ชัดเจนมาจากกลไกสองประการ^{[ 2 ]}ประการแรกคือความล้มเหลวของระบบไฮดรอลิก^{[ 2 ]}ซึ่งส่งผลให้การขนส่งน้ำจากรากไปยังลำต้นของต้นไม้ล้มเหลว ทำให้เกิดภาวะขาดน้ำและอาจถึงตายได้^{[ 11 ]}ประการที่สองคือการขาดคาร์บอน^{[ 2 ]}เกิดขึ้นเมื่อพืชตอบสนองต่อความร้อนโดยการปิดปากใบ ปรากฏการณ์นี้ตัดการเข้าของคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้พืชต้องพึ่งพาสารประกอบที่สะสมไว้ เช่น น้ำตาล หากเหตุการณ์ความร้อนเกิดขึ้นเป็นเวลานานและพืชขาดน้ำตาล มันจะอดอาหารและตาย^{[ 11 ]}
• เชื้อโรคเป็นสาเหตุของการตายของต้นไม้หลายชนิด การแยกและระบุเชื้อโรคที่เป็นสาเหตุและวิธีการปฏิสัมพันธ์กับต้นไม้อย่างแม่นยำนั้นทำได้ยาก ตัวอย่างเช่นPhomopsis azadirachtaeเป็นเชื้อราในสกุลPhomopsisที่ถูกระบุว่าเป็นสาเหตุของการตายของ ต้นสะเดา ( Azadirachta indica ) ในภูมิภาคของอินเดีย^{[ 12 ]}ผู้เชี่ยวชาญบางคนพิจารณาว่าการตายของต้นไม้เป็นกลุ่มโรคที่มีต้นกำเนิดที่ไม่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ ซึ่งได้รับอิทธิพลจากปัจจัยที่ทำให้ต้นไม้ที่อยู่ภายใต้ความเครียดมีแนวโน้มที่จะถูกรุกราน^{[ 6 ]}

สมมติฐานอื่นๆ บางประการอาจอธิบายสาเหตุและผลกระทบของโรคต้นตายได้ ดังที่ตกลงกันไว้ระหว่างการแลกเปลี่ยนทางวิทยาศาสตร์ระหว่างเยอรมนีและสหรัฐอเมริกาในปี พ.ศ. 2531: ^{[ 7 ]}

• ความเป็นกรดของดิน / ความเป็นพิษของอะลูมิเนียม : เมื่อดินมีความเป็นกรดมากขึ้น อะลูมิเนียมจะถูกปล่อยออกมา ทำให้รากของต้นไม้เสียหาย ผลกระทบที่สังเกตได้บางประการ ได้แก่ การลดลงของการดูดซึมและการขนส่งของแคตไอออนบางชนิด การลดลงของการหายใจของรากความเสียหายต่อรากฝอยและสัณฐานวิทยาของราก และการลดลงของความยืดหยุ่นของผนังเซลล์ศาสตราจารย์ Bernhard Ulrich ได้เสนอแนวคิดนี้ในปี 1979 ^{[ 7 ]}
• โรคที่ซับซ้อนในที่สูง : การรวมกันของระดับโอโซนสูง การตกตะกอนของกรด และการขาดสารอาหารในที่สูงทำให้ต้นไม้ตาย ความเข้มข้นของโอโซนสูงทำลายใบและเข็มของต้นไม้ และสารอาหารจะถูกชะล้างออกจากใบไม้ ห่วงโซ่ของเหตุการณ์จะทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป แนวคิดนี้ได้รับการเสนอโดยกลุ่มศาสตราจารย์ ได้แก่ Bernhard Prinz, Karl Rehfuess และHeinz Zöttl ^{[ 7 ]}
• โรคใบแดงของต้นสน : โรคนี้ทำให้ใบสนร่วงและทรงพุ่มบางลง ใบสนเปลี่ยนเป็นสีสนิมและร่วงหล่น เกิดจากเชื้อราที่ใบซึ่งเป็นปรสิตทุติยภูมิที่เข้าโจมตีต้นไม้ที่อ่อนแออยู่แล้ว ศาสตราจารย์ Karl Rehfuess เป็นผู้เสนอเรื่องนี้^{[ 7 ]}
• มลพิษ : ระดับความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของสารมลพิษในบรรยากาศทำลายระบบรากและนำไปสู่การสะสมของสารพิษในใบใหม่ สารมลพิษสามารถเปลี่ยนแปลงการเจริญเติบโต ลดกิจกรรมการสังเคราะห์แสง และลดการสร้างเมตาโบไลต์รองเชื่อกันว่าระดับความเข้มข้นต่ำก็ถือว่าเป็นพิษได้ แนวคิดนี้ได้รับการเสนอโดยกลุ่มศาสตราจารย์ที่นำโดยปีเตอร์ ชุตต์^{[ 7 ]}
  • มลพิษทางอากาศอินทรีย์ : หัวข้อย่อยนี้เน้นที่สารประกอบอินทรีย์ สารประกอบสามชนิดที่กล่าวถึงอย่างจริงจังคือเอทิลีนอะนิลีนและไดไนโตรฟีนอลแม้ในระดับต่ำ สารประกอบเคมีอินทรีย์เหล่านี้ก็ก่อให้เกิด: การร่วงของใบไม้ที่ผิดปกติ ใบไม้บิดเบี้ยว และการตายของต้นกล้า ซึ่งได้รับการเสนอโดย Fritz Führ ^{[ 7 ]}
• การสะสมไนโตรเจนส่วนเกิน: ระดับไนโตรเจนและแอมโมเนียม ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งพบได้ทั่วไปในปุ๋ยอาจส่งผลกระทบดังต่อไปนี้: อาจยับยั้งเชื้อราที่เป็นประโยชน์ ทำให้ปฏิกิริยาเคมีล่าช้า รบกวนความสมดุลปกติระหว่างการเจริญเติบโตของลำต้นและราก และเพิ่มการชะล้างของดินอย่างไรก็ตาม ยังไม่มีหลักฐานเชิงทดลอง Carl Olaf Tamm เสนอเรื่องนี้^{[ 7 ]} ดูเพิ่มเติม: มลภาวะจากสารอาหาร

การตายของป่าอาจเกิดจากหลายปัจจัย แต่เมื่อเกิดขึ้นแล้วก็จะส่งผลเสียตามมาหลายประการ

• ชุมชน เชื้อรา : เชื้อราไมคอร์ไรซา ภายนอกสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันกับต้นไม้ หลังจากการระบาดของด้วงเปลือกไม้ อาจเกิดอาการกิ่งแห้งตายได้ กระบวนการนี้สามารถลดการสังเคราะห์แสง ความพร้อมของสารอาหาร และอัตราและกระบวนการย่อยสลาย เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันที่กล่าวถึงข้างต้นจะได้รับผลกระทบในทางลบ ชุมชนเชื้อราไมคอร์ไรซาภายนอกจะลดลง และความสัมพันธ์ก็จะหายไปโดยสิ้นเชิง^{[ 3 ]}นี่เป็นปัญหาเนื่องจากพืชบางชนิดต้องพึ่งพาการมีอยู่ของเชื้อราเหล่านี้เพื่อความอยู่รอด^{[ 13 ]}
• เคมีของดิน : เคมีของดินอาจเปลี่ยนแปลงไปหลังจากเกิดการตายของพืช ซึ่งอาจส่งผลให้ความอิ่มตัวของเบสเพิ่มขึ้น เนื่องจากชีวมวลที่เหลืออยู่จะปลดปล่อยไอออนบางชนิด เช่นแคลเซียม แมกนีเซียม และโพแทสเซียม[ 14 ] ซึ่ง^{ถือเป็น}ผลดี เนื่องจากความอิ่มตัวของเบสมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชและความอุดมสมบูรณ์ของดิน^{[ 15 ] ดังนั้น}นี่แสดงให้เห็นว่าเคมีของดินหลังจากการตายของพืชอาจช่วยฟื้นฟูดินที่เป็นกรดได้^{[ 14 ]}

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยรายปีและภัยแล้งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ป่าตายลง เมื่อมีการปล่อยคาร์บอนจากต้นไม้ที่ตายแล้วมากขึ้น โดยเฉพาะในป่าอเมซอนและป่าบอเรียลก๊าซเรือนกระจกก็จะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศมากขึ้น ระดับก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้นจะทำให้อุณหภูมิของชั้นบรรยากาศสูงขึ้น การคาดการณ์เกี่ยวกับการตายของป่ามีความแตกต่างกัน แต่ภัยคุกคามจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกมีแต่จะทำให้การตายของป่าเพิ่มขึ้น^{[ 9 ]}

• ความสามารถในการฟื้นตัวลดลง: ต้นไม้สามารถฟื้นตัวได้ แต่ความสามารถในการฟื้นตัวนั้นอาจเปลี่ยนแปลงไปเมื่อระบบนิเวศประสบกับภัยแล้ง ส่งผลให้ต้นไม้อ่อนแอต่อการระบาดของแมลงมากขึ้น ทำให้เกิดการตายของต้นไม้^{[ 2 ]}นี่เป็นปัญหาเนื่องจากมีการคาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะทำให้เกิดภัยแล้งเพิ่มขึ้นในบางภูมิภาคของโลก^{[ 18 ]}
• เกณฑ์: มีเกณฑ์หลายประการที่เกี่ยวข้องกับการตายของป่า เช่น "ความหลากหลาย ทางชีวภาพ ... สภาพทางนิเวศวิทยา ... และการทำงานของระบบนิเวศ" ^{[ 4 ]}เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีอำนาจที่จะทำให้เกิดการตายของป่าผ่านกระบวนการหลายอย่าง เกณฑ์เหล่านี้จึงสามารถบรรลุได้มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งในบางกรณี เกณฑ์เหล่านี้มีศักยภาพที่จะกระตุ้นกระบวนการป้อนกลับเชิงบวกได้: ^{[ 4 ]}เมื่อพื้นที่ฐานในระบบนิเวศลดลง 50% ความหลากหลายของชนิดของเชื้อราไมคอร์ไรซาภายนอกก็จะลดลงตามไปด้วย ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เชื้อราไมคอร์ไรซาภายนอกมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของพืชบางชนิด^{[ 13 ]}ทำให้การตายของป่ากลายเป็นกลไกป้อนกลับเชิงบวก
• จุดเปลี่ยน : นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบจุดเปลี่ยนที่แน่นอนของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และสามารถประมาณช่วงเวลาได้เท่านั้น เมื่อถึงจุดเปลี่ยน การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในกิจกรรมของมนุษย์อาจส่งผลกระทบระยะยาวต่อสิ่งแวดล้อมจุดเปลี่ยนสองในเก้าจุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศครั้งใหญ่ที่คาดการณ์ไว้สำหรับศตวรรษหน้ามีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการตายของป่า^{[ 5 ]}นักวิทยาศาสตร์กังวลว่าการตายของป่าในป่าฝนอเมซอน^{[ 19 ]}และป่าดิบชื้นบอเรียล^{[ 20 ]}จะกระตุ้นให้เกิดจุดเปลี่ยนในอีก 50 ปีข้างหน้า^{[ 21 ]}

• ด้วงเปลือกไม้
• โรคต้นเบิร์ชตาย
• พยาธิวิทยาป่าไม้
• คลื่นความร้อน
• Hymenoscyphus fraxineus – สาเหตุของโรคต้นแอชตาย
• โรคต้นคาอูริตาย
• จุดเหี่ยวเฉาถาวร