劍橋大學領導的一項研究發現，吞葉毛蟲的定期大規模爆發可以改善附近湖泊的水質–但也可能增加湖泊的二氧化碳排放。 在溫帶森林中，入侵的吉普賽蛾（Lymantria dispar dispar）和森林帳篷毛蟲蛾（Malacasoma disstria）的毛蟲的爆發至少每五年發生一次。

這些昆蟲啃食大量的樹葉，導致落葉的減少和昆蟲排泄物的增加，已被發現改變了營養物質的迴圈，特別是碳和氮，在陸地和附近的湖泊之間的迴圈，且非常明顯。

富含氮元素的昆蟲排泄物被沖入湖水中後會成為微生物的肥料，然後在代謝過程中向大氣中釋放二氧化碳。 研究人員認為，在爆發的年份，大量的糞便將有利於湖泊中產生溫室氣體的細菌的生長，而犧牲從大氣中清除二氧化碳的藻類。

“這些昆蟲基本上是將富含碳元素的樹葉轉化為富含氮元素的便便的小機器。” 論文的資深作者、劍橋大學植物科學系的安德魯-塔嫩扎普（Andrew Tanentzap）教授說：”這些便便代替樹葉掉進湖裡，這大大改變了水的化學性質–我們認為這將增加湖泊成為溫室氣體來源的程度。 “

隨著氣候的變化，預計範圍會向北擴展，昆蟲數量增長也會增加。 這使得北部森林在未來面臨落葉蟲爆發的風險增加，可能會導致更多的二氧化碳從附近的湖泊釋放出來。

這種向北的轉變也令人擔憂，因為更北的地方有更多的淡水湖。 而且預計氣候變化也會有利於湖泊周圍的落葉闊葉樹，這將放大昆蟲的影響。

該研究發現，在昆蟲爆發的年份，森林的葉子面積平均減少了22%。 同時，與沒有爆發的年份相比，附近湖泊的溶解氮含量增加了112%，溶解碳含量減少了27%。 當湖泊集水區含有較高比例的落葉闊葉樹，如橡樹和楓樹時，這種影響最大，因為毛蟲喜歡這些樹，而不是松樹等針葉樹。

為了得到他們的結果，研究人員將加拿大安大略省12個湖泊集水區32年的昆蟲爆發調查和湖水化學數據以及關於森林類型和每月葉面積覆蓋的衛星遙感數據結合起來。 這些結果今天發表在《自然通訊》雜誌上。

這被認為是迄今為止對昆蟲爆發如何影響淡水碳和氮動態進行的最廣泛的研究。 以前的研究是如此之小，以至於難以提取更廣泛的一般情況。

之前對北半球266個湖泊的26年研究表明，碳在這些湖水中自然積累，這個過程稱為褐化。 這一趨勢被歸因於各種因素，包括氣候變化，以及從歷史上的酸雨和伐木活動中恢復。 將新的結果與這一數據進行比較表明，食葉毛蟲的爆發可以有效地抵消附近湖泊中一整年的碳積累–大大改善水質。

在沒有爆發食葉昆蟲的年份，進入湖泊的碳和氮通常來自腐爛的葉子和針狀垃圾，並且在秋季達到數量的高峰。 在爆發的年份，該研究發現附近的淡水湖泊中的溶解碳平均減少了27%。

“當湖泊周圍的樹木主要是落葉的時候，食葉昆蟲的爆發可以使湖水中溶解的碳減少近三分之一。” 劍橋大學植物科學系的研究員、報告的第一作者山姆-伍德曼說：”這些昆蟲能對水質產生如此明顯的影響，這實在令人驚訝。 從水質的角度來看，它們是一件好事，但從氣候的角度來看，它們是相當糟糕的–但它們在氣候模型中卻被完全忽略了。 “