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为探究农药在花卉景观中的分布及非蜜蜂类(non-Apis bees)蜜蜂的农药暴露风险,俄勒冈州立大学研究人员构建蜜蜂 - 植物网络。研究发现非蜜蜂类蜜蜂主要农药危害源于果园林下植物(蒲公英属 Taraxacum),这为农业生产中保护蜜蜂提供指导。
在农业生产中,蜜蜂对于作物授粉至关重要,然而农药的广泛使用却给蜜蜂带来了严重威胁。全球范围内,蜜蜂数量的减少引发了人们对其生存状况的担忧,尤其是非蜜蜂类蜜蜂的保护问题逐渐受到关注。目前,虽然人们意识到农药对蜜蜂存在危害,但对于不同种类蜜蜂如何暴露于农药之下,以及具体的污染来源和危害程度等问题,仍缺乏清晰的认识。在这种背景下,俄勒冈州立大学(Horticulture, Oregon State University)的研究人员开展了一项旨在深入了解农药在花卉景观中的分布,以及非蜜蜂类蜜蜂农药暴露风险的研究,该研究成果发表于《Scientific Reports》。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。首先,他们通过收集蜜蜂样本、花粉样本,并对花粉进行来源鉴定和农药残留检测,获取了丰富的数据。其中,花粉样本的采集借助商业养蜂人的协助,从不同地点的蜂巢中收集,经过分离、鉴定后,分析其农药残留情况。蜜蜂样本则在甜樱桃生产区域及周边的橡树草原栖息地,运用可变长度样带空中网捕法采集。此外,研究人员还利用了网络分析技术,构建标准授粉网络和加权 HQ 网络,以此来探究植物 - 传粉者之间的相互作用以及农药危害的关系。
研究结果
- 样本采集与鉴定:研究人员在 2020 年和 2021 年期间,于甜樱桃生产区域、休耕樱桃生产覆盖作物区域以及周边橡树草原收集了 1592 只蜜蜂,涉及 23 个属 136 种非蜜蜂类蜜蜂。同时,对 1060 株代表 19 个植物科和 33 个植物属的植物进行了观察,其中大部分植物能鉴定到属水平。此外,收集了大量花粉样本,并对其进行了详细的分析。
- HQ 值差异:研究计算了各样本的危害商值(HQ),结果发现不同蜜蜂属在不同年份和花期的 HQ 值存在显著差异。例如,2020 年樱桃花期,蜜蜂属 Apis 的 HQ 值最高;而 2021 年樱桃花期,Andrena 属的 HQ 值最高。这表明不同蜜蜂属暴露于农药的风险在不同时间有所不同。
- 植物 - 传粉者网络变化:通过构建标准授粉网络和 HQ 加权授粉网络,研究人员发现考虑 HQ 值后,植物在网络中的重要性发生了变化。如蒲公英属(Taraxacum)在 HQ 加权网络中的重要性显著增加,而 Balsamorhiza 属的重要性则降低。这意味着在评估农药危害时,考虑 HQ 值能够更准确地反映植物对蜜蜂的实际风险。
- 主要污染植物:研究还确定了对非蜜蜂类蜜蜂构成主要农药危害的植物。在 2020 年和 2021 年,蒲公英属(Taraxacum)花粉对网络中的农药危害贡献显著,且主要存在于果园林下栖息地。此外,2021 年十字花科(Brassicaceae)植物在花期也成为重要的农药污染来源。
在研究结论和讨论部分,研究人员指出,该研究提供了不同蜜蜂类群因访问不同植物属而导致农药暴露差异的证据。在甜樱桃系统中,非蜜蜂类蜜蜂的主要农药暴露源是 Osmia 属蜜蜂访问果园地面的蒲公英属(Taraxacum)植物。这一发现为樱桃种植者提供了具体的指导,即控制果园过道上开花的杂草,对于保护非蜜蜂类蜜蜂可能比控制樱桃 blossoms 本身的农药污染更为重要。
此外,研究还表明,不同年份和花期蜜蜂属暴露于不同的 HQ 值,这说明 Apis 蜜蜂在某些情况下可作为其他蜜蜂属暴露风险的保守估计,但 HQ 值无法完全反映农药暴露的具体位置和有效的缓解措施。同时,研究结果还对美国环境保护署(EPA)目前的农药风险评估方法提出了挑战,因为当前方法假设蜜蜂与植物类群之间的关联是静态的,而本研究揭示了非蜜蜂类蜜蜂可能通过不同的觅食模式暴露于农药,且与蜂蜜蜜蜂的暴露途径存在差异。
综上所述,该研究深入剖析了非蜜蜂类蜜蜂的农药暴露风险,明确了主要污染植物和暴露途径,为农业生产中制定针对性的蜜蜂保护策略提供了重要依据,也为后续研究蜜蜂与农药的关系指明了方向,对保护传粉昆虫和维护农业生态系统的平衡具有重要意义。