英国野生蜂生活史性状预测其气候生态位填充能力

本研究发现体型较大、食性广泛（多食性）且栖息地适应性强的野生蜂种能更充分地占据其气候生态位。研究通过分析64种英国野生蜂的生活史性状（如授粉专化性lecty、越冬阶段、体型和栖息地广度），揭示了非气候因素（扩散限制、资源不匹配）对物种分布的影响。该成果对预测气候变化下传粉昆虫群落均质化及制定保护策略具有重要意义。

　　

引言

气候在决定物种分布方面起着重要作用，理解物种的适宜气候生态位有助于预测其可能出现的位置。然而，大多数物种并未完全占据其整个气候生态位。物种无法完全填充其气候生态位的原因包括扩散限制、不适宜的栖息地和资源以及数据不足。野生蜂作为重要的传粉者，其气候生态位的填充能力对生态系统服务具有关键影响。英国有270种野生蜂，许多种类为野生和栽培植物提供重要的传粉服务，年价值约6.3亿英镑。

物种填充气候生态位的能力与多种生活史性状相关，包括栖息地广度、食性广度、越冬阶段和体型大小。本研究旨在探讨英国野生蜂的生活史性状是否影响其填充气候生态位的能力，并提出三个假设：扩散能力强的物种比扩散能力弱的物种填充更多生态位；食性广泛的物种比专食性物种填充更多生态位；栖息地泛化物种比特化物种填充更多生态位。

方法

本研究结合了64种英国野生蜂的生活史性状与气候生态位填充能力数据。选取的性状包括栖息地广度、授粉专化性（lecty）、越冬阶段和体型大小（以翅基间距ITD作为代理指标）。栖息地广度根据欧洲蜂类红色名录中的适宜栖息地数量分类。气候生态位模型来自先前研究，基于BWARS的长期记录数据，使用MaxEnt软件建模，并重新采样至0.155°网格分辨率。

气候生态位填充能力计算为在低忽略区域内，气候适宜的网格单元中包含GBIF存在记录的百分比。低忽略区域通过分析2010-2019年英国膜翅目昆虫（不包括意大利蜜蜂Apis mellifera）的GBIF数据确定，仅保留记录到20个以上物种的网格单元。最终分析包含在GBIF数据集中有80条以上存在记录的64个蜂种。

使用广义线性模型（Gamma分布，对数连接函数）分析气候生态位填充能力与生活史性状的关系。解释变量包括体型大小（对数转换）、lecty、越冬阶段和栖息地广度。通过方差膨胀因子检验多重共线性，并使用DHARMa包进行模型诊断。

结果

不同物种的气候生态位填充能力差异很大，从Epeolus cruciger的9.7%到Bombus lapidarius的128.3%不等。所有物种的平均填充能力为43.8%。

生活史性状对物种填充气候生态位的能力有显著影响。体型大小是决定填充成功的关键因素，较大的蜂比较小的蜂填充了更多的气候生态位。当翅基间距从2.5毫米加倍到5毫米时，气候生态位填充预测从33.6%增加到60.7%。

授粉专化性也显著影响填充能力。多食性蜂种比那些具有受限觅食广度的蜂种以及依赖其他物种生存的蜂种（如窃寄生和社会寄生蜂）填充了显著更多的气候生态位。多食性蜂预测填充43.7%的适宜气候区域，而寡食性蜂为22.9%，窃寄生和社会寄生蜂为27.8%。

栖息地泛化物种也比特化物种填充了更多的气候生态位。根据欧洲红色名录，能适应五种栖息地的物种预测填充41.8%的气候生态位，而仅适应一种栖息地的物种为18.1%。越冬阶段对气候生态位填充能力没有显著影响。

讨论

本研究表明，较大体型、较广食性和较宽栖息地适应性的野生蜂种能更充分地填充其气候生态位。体型较大的蜂可能具有更好的内在扩散能力，能够飞行更远距离，从而克服栖息地斑块间的障碍。食性广泛的物种更容易在新的区域找到适宜资源，而专食性物种的分布则紧密依赖于特定寄主植物的可用性。

栖息地广度也是气候生态位填充能力的重要驱动因素，栖息地泛化物种比特化物种面临更少的屏障。一些非常泛化的物种，如Bombus lapidarius和Bombus pascuorum，甚至出现在其气候生态位之外的区域（填充率超过100%），这表明它们对气候条件和栖息地具有高度适应性。

研究结果对当前和未来的生物多样性及生态系统服务具有重要意义。如果气候生态位如预测那样发生变化，英国可能会经历蜂类群落的均质化，未来群落可能由大型泛化物种主导，这些物种比较小特化物种更善于扩展至新的气候生态位。

从作物传粉角度看，群落均质化可能有益，因为大部分传粉服务由少数蜂种完成。然而，物种多样性的丧失可能导致群落韧性降低和传粉服务不稳定。无论保护优先级如何，提供更多、更大、连接更好的栖息地斑块，对于野生蜂成功应对未来气候变化都至关重要。

结论

本研究强调了生活史性状在决定英国野生蜂填充气候生态位能力方面的重要性。研究表明，大型泛化物种比较小特化物种处于更有利的位置。精心的保护规划对于决定英国未来野生蜂群落至关重要。提供更多、更大、连接更好的栖息地斑块，将是野生蜂成功应对不确定未来气候的关键。