城市农业生态系统中花卉丰富度塑造植物-传粉者网络互作格局

本刊推荐：为应对传粉者减少及生态系统服务功能下降问题，研究人员开展城市农业生态系统中植物-传粉者网络研究，发现花卉丰富度显著提升传粉者物种多样性(H2‘上升)但降低网络连接度(Connectance)和嵌套性(NODF)，表明局地植被管理比景观自然栖息地更能调控网络结构，对维持城市农业传粉功能具有重要实践意义。

　　

随着全球传粉者种群数量急剧下降，农业生态系统的传粉服务功能面临严峻挑战。野生传粉者为超过80%的开花植物和75%的作物物种提供授粉服务，贡献全球作物生物量的35%以上，然而农业集约化和土地利用变化导致其数量锐减。城市农业生态系统作为全球食物供应的重要来源（提供15-20%的粮食），其传粉服务功能尤其依赖于动物传粉者。但当前研究多集中于蜜蜂等膜翅目昆虫，对双翅目蝇类和鳞翅目蝴蝶/蛾类等关键传粉功能群关注不足，且缺乏从生态网络视角解析局地与景观尺度管理对传粉互作关系的影响。

针对这一研究空白，加州大学圣克鲁兹分校环境研究系的Stacy M. Philpott教授团队在《Basic and Applied Ecology》发表了系统性研究。研究人员于2021年7月在加州中央海岸的23个城市农园中，通过每站点4小时的标准化网捕法采集传粉者，记录其访花行为并构建植物-传粉者互作网络。采用广义线性模型(GLMs)分析局地管理（花园面积、地表覆盖、开花植物丰富度、花朵数量、花体积加权平均值）和景观因素（2km缓冲区自然栖息地占比）对三大传粉功能群（蜜蜂、蝇类、蝴蝶/蛾类）数量、物种丰富度及网络指标（专业化H2‘、连接度、嵌套性NODF、互作均匀度）的影响。通过二分网络分析计算物种水平特化程度(d‘)，并使用零模型标准化网络指标。

研究结果揭示：

【局地与景观对传粉者访问量和访花者物种丰富度的影响】

共观测到1447只传粉者个体，涵盖99个物种（蜜蜂49种占80.2%访问量，蝇类40种占16.1%，蝴蝶/蛾类10种占3.6%）。蜜蜂物种丰富度随花园面积增大(p=0.022)、开花植物丰富度增加(p=0.027)而上升，但随自然栖息地覆盖增加(p=0.022)和花体积增大(p=0.099)而下降。蝇类丰富度随花园面积增大而减少(p=0.048)，蝴蝶/蛾类丰富度仅与自身数量正相关。总体传粉者丰富度随开花植物丰富度增加而上升(p=0.089)，但随自然栖息地增加而下降(p=0.061)，表明城市环境可能存在"资源集中效应"。

【局地与景观对网络指标的相关性】

开花植物丰富度是驱动网络结构变化的关键因子：其增加导致连接度显著降低(p=0.015)，嵌套性(p=0.053)和互作均匀度(p=0.083)边际下降，网络专业化(H2‘)边际上升(p=0.083)。自然栖息地覆盖和花体积等因子对网络指标无显著影响。

【传粉者和植物的特化程度】

蝴蝶/蛾类特化程度最高(d‘=0.47)，其次为蜜蜂(0.42)，蝇类最泛化(0.33)。特化程度最高的传粉物种为南瓜蜜蜂(Peponapis pruinosa)和木蜂(Xylocopa tabaniformis)，而蜜蜂(Apis mellifera)和汗蜂(Halictus tripartitus)最为泛化。植物中南瓜(Cucurbita pepo)特化程度最高，秘鲁百合(Alstroemeria aurea)和黄瓜(Cucumis sativus)最泛化。

【对作物、观赏植物和杂草物种的访问】

蜜蜂和蝴蝶/蛾类更频繁访问观赏植物(分别49.3%和42.3%)，蝇类偏好作物(67.5%访问量)，蝴蝶/蛾类更多访问杂草(28.8%)。芫荽(Coriandrum sativum)、薰衣草(Lavandula angustifolia)和黏果酸浆(Physalis philadelphica)等13种植物支持超过10个传粉物种。

研究结论强调城市农园通过维持花卉资源多样性可显著提升传粉者多样性，但会降低网络连接度并增加特化程度。不同传粉功能群对植物类型的偏好存在显著差异，提示农园管理需兼顾作物、观赏植物和杂草的多样性保留。自然栖息地覆盖对传粉者丰富度的负效应挑战了传统保护范式，表明城市绿色空间可能通过资源集中效应维持更高的传粉多样性。该研究为优化城市农业景观管理以增强传粉服务提供了生态网络视角的理论依据，对维持城市农业可持续性和生物多样性保护具有重要实践意义。