非授粉依赖作物农业景观对河岸带野生蜂多样性保护的作用:以橄榄园与谷物田为例

《Agriculture, Ecosystems & Environment》:Agricultural landscapes dominated by non-pollinator-dependent crops may play a role on the conservation of wild bees in riparian areas

【字体: 时间:2026年01月04日 来源:Agriculture, Ecosystems & Environment 6

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  本研究针对非授粉依赖作物(橄榄、谷物)主导的农业景观如何影响河岸带野生蜂群落这一科学问题,通过对比两种景观中野生蜂的多样性、丰度及功能性状响应,揭示了景观异质性、作物类型及蜜蜂筑巢习性间的复杂互作。结果表明,橄榄园景观比谷物田景观支持更高的野生蜂多样性和丰度,且景观要素对地下筑巢蜂与地上筑巢蜂的影响存在显著差异。该研究为农业景观中野生蜂保护策略的制定提供了重要依据,强调了基于功能性状的差异化管理必要性。

  
在当今全球昆虫多样性衰退的背景下,野生蜂作为关键的传粉者,其生存状况备受关注。农业集约化,特别是大面积单一种植和非授粉依赖作物的扩张,被认为是导致野生蜂衰退的主要压力源之一。然而,农业景观并非铁板一块,其中镶嵌的半自然栖息地,如河岸带,可能为野生蜂提供至关重要的避难所和资源补给站。那么,在由橄榄园或谷物田等非授粉依赖作物主导的农业景观中,其周边的河岸带究竟扮演着怎样的角色?不同类型的作物景观对野生蜂群落的维持能力有何差异?景观的组成和配置又如何通过与蜜蜂功能性状(如筑巢方式)的相互作用来影响其群落结构?这些问题的解答对于在农业生产与生物多样性保护之间寻求平衡至关重要。
为了回答这些问题,由António Santos、Manuela Branco、Robin Payne和José Carlos Franco组成的研究团队,在葡萄牙塔霍河与萨杜河流域的农业区展开了一项细致的研究。他们的研究成果发表在《Agriculture, Ecosystems & Environment》期刊上。研究团队选取了20个采样点,其中10个位于橄榄园主导景观(ODL),10个位于灌溉谷物田主导景观(CDL)。所有采样点均设置在毗邻农田的河岸带半自然生境中。研究人员采用彩色盘陷阱法对野生蜂进行采样,并在每个采样点周围400米缓冲区内,利用地理信息系统技术详细分析了土地利用和土地覆盖状况,量化了作物覆盖度、乔木覆盖度、灌木覆盖度、草本植物覆盖度以及景观异质性(用地类数量表示)。通过对采集到的野生蜂进行物种鉴定和功能性状(主要是筑巢习性,分为地下筑巢和地上筑巢)归类,研究团队运用了多元广义线性模型等统计方法,深入剖析了景观要素对野生蜂群落及其功能性状的影响。
本研究的关键技术方法包括:基于彩色盘陷阱的野生昆虫标准化采样技术;结合地理信息系统与土地利用地图(如葡萄牙COSc数据)的景观空间分析,在400米缓冲区尺度上量化多种景观要素(作物、乔木、灌木、草本覆盖度及景观异质性指数);基于形态学特征的野生蜂物种鉴定与功能性状(筑巢习性)分类;以及用于分析物种-环境关系和功能性状响应的多元统计建模(如广义线性模型)。
3.1. 野生蜂群落的组成、丰度和多样性
研究共鉴定出62种野生蜂,其中橄榄园景观(ODL)记录到46种(占75%),谷物田景观(CDL)记录到21种(占33%)。两个景观共有的物种仅有5种,包括Lasioglossum albipes、Lasioglossum malachurum、Nomada sp1、Panurgus banksianus和Panurgus calcaratus。Lasioglossum malachurum是两地最常见的物种。统计分析表明,ODL中的野生蜂总丰度和物种丰富度均显著高于CDL。地下筑巢蜂是两地的绝对优势类群,在ODL和CDL的物种数中分别占74%和67%,在个体数量上分别占93%和90%。尽管物种组成差异明显,但基于群落的Beta多样性分析显示,两种景观间的群落差异未达到统计显著性水平,这可能与部分广布种(如Lasioglossum malachurum)在两地均占较高比例有关。
3.2. 景观要素作为野生蜂丰度的预测因子
线性模型分析显示,野生蜂总丰度随着作物覆盖度的增加而下降,这种负相关关系在ODL中达到统计显著水平,而在CDL中不显著。值得注意的是,ODL的作物覆盖度范围(70%-100%)远高于CDL(50%-85%)。通过方差分解分析,研究人员发现不同景观中主导的预测因子不同。在ODL,景观异质性是对蜜蜂物种丰度影响最大的因子,解释了39%的方差,其次是乔木覆盖度(28%)。而在CDL,乔木覆盖度是最重要的预测因子,解释了46%的方差,景观异质性的解释力则非常弱(仅4%)。此外,不同蜂种对同一景观要素的响应也存在差异,例如在ODL,Panurginus albopilosus和Osmia caerulescens对作物覆盖度呈正响应,而大多数物种呈负响应。
3.3. 景观要素对筑巢性状的影响
当引入筑巢性状数据进行模型分析后,研究发现景观要素的影响因蜜蜂的筑巢方式而异。在ODL,地下筑巢蜂与景观异质性呈显著负相关,而与灌木覆盖度呈显著正相关。地上筑巢蜂则未表现出与任何景观要素的显著交互作用,但其对作物覆盖度的负响应趋势似乎比地下筑巢蜂更强。在CDL,由于野生蜂总体丰度较低,未观察到筑巢性状与景观要素间的清晰响应模式。
该研究的结论部分对上述发现进行了深入讨论。首先,ODL比CDL支持更高的野生蜂多样性和丰度,可能源于几个方面:橄榄园作为多年生木本作物,其结构更复杂、稳定性更高;果园内行间的地被植物管理(如低强度的割草或放牧)往往能维持较高的开花植物多样性,为蜂类提供持续的花粉和花蜜资源;与一年生谷物田频繁的土壤翻耕相比,橄榄园较低的土壤干扰程度为地下筑巢蜂提供了更安全的巢穴环境。其次,景观异质性的作用因景观背景而异。在ODL,景观异质性(更多地类)意味着更多半自然生境斑块,可能为蜜蜂提供补充资源和栖息地,因而成为重要的积极因子。而在CDL,景观本身已具有较高的异质性(平均9个地类),但其组成可能以不同类型的作物或资源价值较低的生境为主,导致异质性本身对蜂类的积极效应不显,反而是具体的资源要素(如乔木覆盖)更为关键。最后,研究强调了功能性状(如筑巢习性)在调节蜂类对景观响应中的重要性。地下筑巢蜂需要裸露、疏松的土壤,景观异质性的增加若意味着土壤暴露面积的减少,则可能对其产生负面影响,这解释了在ODL观察到的负相关关系。而灌木覆盖可能通过提供额外的花卉资源间接惠及地下筑巢蜂。
综上所述,这项研究有力地证明了即使在非授粉依赖作物(如橄榄、谷物)主导的农业景观中,河岸带等半自然生境也能作为野生蜂的重要保育基地。研究结果强调,农业景观对野生蜂的保护价值不仅取决于作物类型(多年生木本作物系统通常优于一年生作物系统),还深刻受到景观组成、配置以及蜂类自身功能性状的共同影响。因此,未来的农业生态保护策略应超越简单的“增加异质性”口号,转向更具针对性的、基于物种 traits 的管理实践,例如在橄榄园景观中注重维护和增强景观异质性,同时在所有农业景观中保护和增加关键资源要素(如乔木、灌木群落),并根据目标蜂类的筑巢需求管理土壤和植被结构,从而更有效地实现农业生产与生物多样性保护的协同发展。
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