A pioneering pest: the winter moth (Operophtera brumata) is expanding its outbreak range into Low Arctic shrub tundra

Abstract

Climate warming allows generalist boreal consumers to expand into Arctic ecosystems. We present experimental and observational field data showing that a generalist boreal insect pest—the winter moth (Operophtera brumata Linnaeus, 1758)—is expanding its outbreak range out of the northern boreal mountain birch forest in northeast Fennoscandia and into the adjacent Low Arctic shrub tundra. This is the first documented example of an outbreaking boreal insect pest expanding into a tundra ecosystem. The expansion has coincided with a long-term advancing trend in the expected hatching date of moth eggs in spring for the study region. We show that the winter moth can complete development on Low Arctic willows and that the density of winter moth larvae in willow thickets is unrelated to the amount of mountain birch (the main host plant in northern boreal forest) in the thickets. However, we also demonstrate that larval densities on willows show a regional-scale spatial decline when moving away from the birch forest and into the shrub tundra. Continued monitoring is needed to establish whether the outbreaks will spread farther into the tundra. The expansion of outbreaking boreal pests into the tundra could alter conventional expectations of increasing vegetation productivity and shrubification in tundra ecosystems.<p><p> Le réchauffement climatique permet aux consommateurs boréaux généralistes de s’étendre aux écosystèmes arctiques. Les auteurs présentent des données expérimentales et d’observation sur le terrain montrant qu’un insecte nuisible boréal généraliste — l’arpenteuse tardive (Operophtera brumata Linnaeus, 1758) — est en train d’étendre son aire de répartition boréale-nordique hors de la forêt de bouleaux de montagne du nord-est de la Fennoscandie et dans la toundra arbustive aride adjacente du Bas-Arctique. Il s’agit du premier exemple documenté d’un insecte nuisible boréal en pullulation dans un écosystème de toundra. Cette expansion a coïncidé avec une tendance à long terme à l’avancement de la date d’éclosion prévue des œufs d’arpenteuse au printemps dans la région étudiée. Les auteurs montrent que l’arpenteuse tardive peut achever son développement sur les saules du Bas-Arctique et que la densité des larves de l’arpenteuse tardive dans les fourrés de saules n’est pas liée à la quantité de bouleau de montagne (l’hôte principal dans la forêt boréale nordique) dans les fourrés. Cependant, ils démontrent également que les densités de larves sur les saules montrent un déclin spatial à l’échelle régionale lorsque l’on s’éloigne de la forêt de bouleaux et que l’on entre dans la toundra arbustive. Une surveillance continue est nécessaire pour déterminer si les pullulations s’étendront plus loin dans la toundra. L’expansion des ravageurs boréaux dans la toundra pourrait modifier les attentes conventionnelles d’une augmentation de la productivité de la végétation et de l’arbustification dans les écosystèmes de la toundra.