垂直分层与多年采样揭示东南温带落叶林原生蜂群分布机制及其保护意义

语 针对森林蜂群垂直分布认知不足的问题，本研究通过两年分层采样（冠层20米 vs 林下1米），发现冠层蜂类丰度是林下的2.23倍，且关键物种（如Augochlora pura、Bombus impatiens）显著偏好冠层。研究首次在阿拉巴马州森林中验证了蜂群垂直分层现象，强调多年度、多层级采样对准确评估森林传粉者多样性的必要性，为温带森林保护策略提供关键数据支撑。

　　

论文解读

研究背景：蜂群衰退下的森林生态盲区

全球昆虫数量正经历惊人下降，其中传粉昆虫的减少尤为令人担忧。蜜蜂作为最有效的传粉者之一，其生存状况直接关系到生态系统稳定与农作物产量。然而，长期以来，森林作为蜂类栖息地的重要性被低估，研究多集中于开阔地带如草地或农田。更关键的是，现有森林蜂类研究大多局限于林下层（1-2米高度），忽视了冠层（canopy）这一潜在重要栖息空间。尽管早期研究提示蜂群可能存在垂直分层分布，但受限于采样技术，冠层蜂类群落的研究仍存在大量空白。在占美国面积三分之一的森林中，东南部温带落叶林因独特的树种组成和管理方式（如定期火烧、木材生产），可能为蜂类提供特殊的小生境。阿拉巴马州作为东南部森林代表区域，其蜂类群落研究尚属首次，亟需通过系统采样揭示冠层与林下蜂群的分布规律。

关键技术方法

研究于2021-2022年生长季在塔斯基吉国家森林（Tuskegee National Forest）4个样点开展，每个样点设4个重复样方，使用荧光黄涂层的蓝盘陷阱（Blue Vane Traps, BVTs）分别在林下（1米）和冠层（平均20米）同步采样。通过空气炮（APTA）部署冠层陷阱，每轮采样持续48小时。捕获蜂类经形态学鉴定至种或种复合群，利用广义线性混合模型（GLMM）和广义加性混合模型（GAMM）分析丰度差异，并采用iNEXT.4steps流程评估多样性指标（如Hill指数）。

研究结果

1. 冠层蜂类丰度显著高于林下

两年共捕获1,494只蜂，隶属5科15属37个分类单元。冠层蜂类个体数为林下的2.23倍（P<0.001），且这一趋势在剔除4个优势种（Lasioglossum bruneri、Melissodes bimaculatus、Augochlora pura、Bombus impatiens）后仍然显著（1.46倍，P=0.013）。时间动态显示：2021年所有季节（早、中、晚期）冠层丰度均显著高于林下，而2022年仅中期（夏季）存在显著差异。

2. 关键物种均偏好冠层活动

4个优势种在冠层的丰度显著更高：M. bimaculatus（12.26倍）、B. impatiens（6.90倍）、A. pura（3.22倍）、L. bruneri（2.38倍）。通过GAMM模型进一步发现，这些物种的冠层偏好具有明显季节特征：B. impatiens和A. pura在6月与8月出现双峰，L. bruneri和M. bimaculatus分别于6月、7月达峰值。值得注意的是，L. bruneri和M. bimaculatus传统被认为与非森林生境相关，本研究却发现在冠层高度活跃。

3. 多样性模式存在年际波动

物种丰富度（Hill q=0）在冠层与林间无显著差异。但Simpson多样性（Hill q=2）在两年合并数据中冠层更高，年际分析却显示相反趋势：2021年冠层多样性占优，2022年林下层反而更高。这种翻转现象可能与年际间资源波动（如开花植物量）相关，凸显长期监测的必要性。

结论与意义

本研究首次在阿拉巴马州温带落叶林中证实蜂群存在显著的垂直分层现象，冠层不仅是蜂类活动热点，还庇护了14个唯冠层分布物种。结果颠覆了对L. bruneri等“非森林物种”的传统认知，提示冠层可能为蜂类提供未被重视的觅食（如藤本植物花蜜、蜜露）或筑巢资源（枯木）。年际多样性波动表明，单一年份采样可能产生误导性结论。发表于《Biodiversity and Conservation》的这项成果，为森林蜂类保护提供了关键启示：未来监测计划必须整合冠层采样并覆盖多年周期，否则将严重低估蜂类多样性。森林管理策略需充分考虑冠层生境的价值，例如保留枯立木以支持Augochlora pura等冠层依赖型蜂种的繁殖。