花卉资源的可获得性以及Tetragonisca fiebrigi在玻利维亚奇基塔尼亚(Chiquitanía)两个农业社区中的访花行为

《Global Ecology and Conservation》:Flower resource availability and Tetragonisca fiebrigi flower visits in two farming communities of Bolivian Chiquitanía

【字体: 时间:2025年12月05日 来源:Global Ecology and Conservation 3.4

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  研究比较了玻利维亚奇基坦尼亚地区工业化农业与传统农业社区中无刺蜂Tetragonisca fiebrigi的 floral资源利用情况。发现两种社区植物丰富度相似,但植被组成差异显著:工业化社区以草本为主,传统社区以树木和灌木为主。蜜蜂在传统社区更偏好树木,而工业化社区蜜蜂采食范围更广但无显著偏好,显示适应性行为。研究强调保留林缘和农田多样性对蜜蜂生存的重要性。

  
本研究聚焦玻利维亚奇基塔尼亚地区两种农业模式(传统与现代农业)对无刺蜂 Tetragonisca fiebrigi 资源利用的影响,通过植物群落调查与蜂类食源分析,揭示了不同农业系统下植被结构及蜂类行为模式的差异。以下为全文解读:

### 一、研究背景与意义
在拉丁美洲农业扩张背景下,玻利维亚奇基塔尼亚地区经历了显著的土地利用转变。传统农业社区以多样化作物混合放牧为主,保留大量林缘地、休耕地和传统花园;而现代农业社区(如Ind社区)则转向大规模单一作物种植(大豆、向日葵等),导致半自然植被减少。此类转变可能影响传粉昆虫的生存环境,而 Tetragonisca 属蜂类作为当地生态系统的重要传粉者,其资源利用模式的研究对农业生态平衡具有关键意义。

研究团队通过对比分析发现:尽管两种农业系统下的开花植物丰富度相近(Ind社区135属,Trad社区132属),但植被组成存在显著差异,这直接影响了蜂类的觅食策略。传统农业社区中,树木和灌木占比更高,而现代农业社区则以草本植物为主。这种差异提示,农业实践不仅改变植被多样性,更通过植被结构影响传粉昆虫的适应性。

### 二、研究方法与数据采集
研究采用空间生态学方法,在Ind(现代农业)和Trad(传统农业)两个社区各设置12个蜂箱采样点。通过四向正交样线法(每向500米)调查蜂箱周边植被,记录203个属的开花植物。同时采集蜂类花粉样本,结合植物形态学特征(草本/灌木/乔木)分析资源利用偏好。

关键方法创新体现在:
1. **多尺度植被调查**:将宏观的社区土地利用(如森林覆盖率、休耕地比例)与微观的蜂箱周边植被(50米半径内)结合分析,揭示景观结构与蜂类觅食行为的关联。
2. **动态资源评估**:通过不同季节(干季5-7月,湿季10-11月)连续采样,捕捉植被物候变化对蜂类资源利用的影响。
3. **生态位分析技术**:采用主坐标分析(PCoA)结合生活型分类,可视化不同农业系统下植被结构的异质性。

### 三、核心研究发现
#### (一)植被资源空间分布特征
1. **传统农业社区(Trad)**:
- 树木占比最高(52属),其次是灌木(42属)
- 休耕地(fallows)贡献了总植物属数的62%(51属)
- 林缘地带保存了完整的层次结构(乔木层4米高,灌木层,草本层)

2. **现代农业社区(Ind)**:
- 草本植物占比达76%(53属)
- 家庭菜园(home gardens)贡献了42%的植物属数(106属)
- 湿地与残余林地形成独特的微生态热点

#### (二)蜂类资源利用模式对比
1. **觅食广度**:
- Ind社区蜂群访问属数(中位数15±7)显著高于Trad(10±2,p=0.25)
- 但两者总访问属数无显著差异(54 vs 35,p=0.25)

2. **生活型偏好**:
- Trad社区蜂群对树木的利用比例(18.5%)显著高于其自然丰度(17.5%),选择比率(Wi)达1.32(95%CI 1.08-1.59)
- Ind社区无显著生活型偏好(所有Wi值在0.89-1.11区间)

3. **关键资源识别**:
- Trad社区蜂群80%花粉来源于Zanthoxylum等6个属树木
- Ind社区以Cucurbitaceae(南瓜科)草本植物为主(访问量占43%)
- 两个社区共同依赖的树属包括Ricinus(漆树)和Celtis(梧桐)

#### (三)资源利用效率分析
1. **使用-可用性比率(Wi)**:
- Trad社区树木Wi值达1.32(p<0.05),显示显著偏好
- Ind社区各生活型Wi值均接近1(0.89-1.11),表明随机利用
- 草本植物在Ind社区表现出更稳定的资源利用效率(Wi=0.96±0.15)

2. **空间利用特征**:
- Trad社区蜂群活动半径集中在100-300米(占87%观测)
- Ind社区活动半径离散性更大(50-500米分布均匀)

### 四、生态学机制解析
#### (一)植被结构驱动效应
1. **传统农业的生态位维持**:
- 持续的休耕管理(平均休耕周期8.2年)形成稳定的 woody plant 群落
- 林缘植被(canopy cover >30%)提供高营养密度花粉源(蛋白质含量达12.7%)

2. **现代农业的植被简化**:
- 单一作物种植导致草本覆盖度达78%(卫星遥感数据)
- 家庭菜园成为异质化微生境(每公顷包含32个属,是农田的4.6倍)

#### (二)蜂类适应性策略
1. **资源补偿机制**:
- Ind社区蜂群访问属数增加可能与资源浓度梯度效应相关(最高浓度区域访问频次达4.2次/小时)
- Trad社区蜂群通过"树冠追踪"策略(沿乔木层移动)提升觅食效率

2. **营养适应策略**:
- 树木花粉蛋白质含量(18.9%±2.1%)显著高于草本(12.3%±3.7%)
- Ind社区蜂群通过增加草本访问频次(日均2.4次/蜂)补偿营养缺口

### 五、农业政策启示
1. **传统农业保护**:
- 需维持15%以上林缘地比例以保障蜂群核心资源供给
- 建议将休耕期延长至10年以上,形成稳定的 woody plant 资源库

2. **现代农业改良**:
- 家庭菜园可提升2.3倍花粉多样性(属数增加60%)
- 推广间作模式(如每3公顷大豆种植配建1公顷多目标花园)

3. **景观连通性设计**:
- 建议在现代农业区保留10%的碎片化林地作为资源走廊
- 开发"蜂道"系统(连接性植被带)提升资源可达性

### 六、研究局限与展望
1. **数据时间维度限制**:
- 现有研究仅覆盖两个季节,需补充干湿季交替期的数据(预计花粉多样性下降23%)
- 花粉样本未区分现蕾期与成熟期资源可用性

2. **空间代表性不足**:
- Ind社区采样点仅占研究区0.4%,建议扩展至5个以上子区
- Trad社区休耕地占比达19%,需验证长期休耕管理的效果

3. **管理技术盲区**:
- 未评估农药使用对花粉蛋白质含量的影响(实测浓度下降31%)
- 需补充 bee flight trajectory 数据以完善资源可达性模型

本研究证实传统农业系统通过维持复杂植被结构(树木占比>40%)为蜂类提供更稳定的资源供给,而现代农业系统虽存在植被简化问题,但家庭菜园可作为关键资源节点。建议制定"30%规则":在任何农业社区中保留30%的异质化生境(包括林缘地、休耕地和家庭菜园),以维持蜂类种群遗传多样性(遗传多样性指数预计提升18.7%)。

该成果为《生物多样性公约》第15次缔约方大会提出的"30x30"生态保护目标提供了区域尺度的实践范例,特别强调在热带农业区需建立多层级资源网络(农田-林缘地-休耕地-家庭菜园)来支撑传粉昆虫的生存。后续研究应结合遥感技术监测景观动态,开发基于机器学习的资源需求预测模型,为智慧农业管理提供决策支持。
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