编辑推荐:
蜜蜂全球衰退,农业实践难辞其咎。研究人员于 2019–2021 年在曼尼托巴,围绕花带对茎巢切叶蜂(Megachile)花粉利用及筑巢密度的影响展开研究,发现花带可提升筑巢密度与花粉多样性,为传粉者保护提供依据。
蜜蜂是自然界重要的传粉者,对维持生态平衡和农业生产至关重要。然而,全球范围内蜜蜂种群正面临衰退危机,农业集约化、农药使用、蜜源减少等被认为是主要驱动因素。据统计,全球 87% 的植物和 35% 的粮食生产依赖动物传粉服务,蜜蜂衰退不仅威胁生物多样性,还会对人类粮食安全构成挑战。尽管在农田旁种植花带已被证实能增加野生蜜蜂的丰度和多样性,但这些花带如何影响蜜蜂的饮食和筑巢密度却鲜为人知。在此背景下,相关研究人员开展了深入研究,旨在揭示花带对切叶蜂(Megachile)繁殖和资源利用的具体影响,为蜜蜂保护和农业可持续发展提供科学依据。
为解决上述问题,研究人员在加拿大曼尼托巴省开展了为期三年(2019–2021 年)的研究。他们在花带旁、对照农田和半自然区域放置空心芦苇作为陷阱巢,监测切叶蜂的筑巢情况,并分析其花粉利用模式。同时,结合当地植被调查和景观尺度的土地利用数据,探讨影响切叶蜂筑巢和花粉采集的关键因素。该研究成果发表在《Agriculture, Ecosystems》上,为理解花带在传粉者保护中的作用提供了重要见解。
研究主要采用了以下关键技术方法:
- 陷阱巢监测:在每个研究地点边缘放置 80 根不同直径的芦苇陷阱巢,定期检查并收集完成的巢,记录筑巢密度和巢室数量。
- 花粉分析:从陷阱巢中提取花粉样本,通过显微镜观察和参考花粉数据库,鉴定花粉种类并分析其组成。
- 植被调查:在陷阱巢附近设置样带,记录开花植物种类和覆盖度,评估当地植被多样性。
- 景观数据提取:利用农业作物清单数据,分析研究地点周围不同空间尺度(0.5–3 km)的土地利用类型,包括自然区域、经济作物区等。
3.1 筑巢密度
研究发现,花带站点的切叶蜂筑巢密度显著高于对照农田,与半自然区域相近。三年间共收集到 122 个巢,其中花带站点 69 个,对照仅 3 个。花带站点的巢室数量也多于半自然区域,但与对照无显著差异。这表明花带能有效吸引切叶蜂筑巢,提升繁殖场所的可用性。
3.2 花粉资源利用
花带站点的花粉多样性最高,包含 13 种花粉类型,其中 30% 来自花带播种的植物(如苜蓿Medicago)。对照站点花粉类型单一,主要为紫菀属和草木樨属。不同处理组的花粉群落组成存在显著差异,且切叶蜂采集的花粉群落与当地植被群落不完全匹配,显示其觅食范围可能超出监测区域。此外,花粉多样性随年份下降,而花带植被丰富度则逐年增加,暗示花带的长期效益可能与植被建立过程相关。
3.3 物种花粉利用
通过部分可鉴定的巢样本,研究识别出三种切叶蜂物种:M. pugnata、M. relativa和M. rotundata。其中,M. pugnata专食菊科花粉,M. relativa主要采集豆科和十字花科花粉,M. rotundata的食谱更为广泛。这表明不同物种对花带资源的利用存在差异,花带的植物多样性可满足多种切叶蜂的营养需求。
3.4 局部和景观效应
在景观尺度上,筑巢密度与 3 km 范围内经济作物(如油菜、大豆)的面积呈正相关,但巢室数量与之呈负相关,可能与资源竞争或巢寄生压力有关。局部植被多样性越高,巢室数量越少,推测蜜蜂在丰富资源下倾向于建造更多小巢。此外,花粉多样性与开花植物丰富度和草本覆盖度正相关,强调了当地植被多样性对蜜蜂饮食的重要性。
研究结论与意义
本研究首次在加拿大证实,农田旁的花带可显著提升切叶蜂的筑巢密度,并为其提供多样化的花粉资源。尽管切叶蜂的花粉采集范围不仅限于花带,但其 30% 的花粉直接来自花带植物,表明花带是重要的补充资源。景观分析显示,大规模经济作物区虽能增加蜜蜂数量,但可能影响其繁殖策略,而花带的存在有助于缓解单一农业景观对传粉者的负面影响。
研究结果为农业生态系统中传粉者保护提供了直接证据,建议在农田边缘推广花带种植,尤其是包含豆科、菊科等切叶蜂偏好植物的混合种子组合。未来研究可进一步探讨花带设计(如面积、植物组成)对不同蜜蜂物种的影响,以及巢寄生等生物因素在蜜蜂繁殖策略中的作用。该研究不仅深化了对花带生态功能的理解,也为可持续农业实践中整合生物多样性保护提供了科学依据。