福岛核事故疏散区及原疏散区访花蜂群落丰富度提升：土地弃耕对传粉者多样性的长期影响

《Biodiversity and Conservation》：Enriched flower-visiting bee communities in evacuation and ex-evacuation zones after the Fukushima nuclear accident

　　

2011年福岛核事故导致大面积疏散区的设立，使大片土地瞬间被弃置超过10年。为评估这种大规模土地弃耕对生物多样性和生态系统服务的影响，研究人员于2015—2022年期间，对疏散区、2015年后解除疏散令的原疏散区（ex-evacuation zone）以及周边未疏散区域（作为对照组）的访花蜂群落进行了调查。研究人员每年在约50个样点使用飞行拦截诱捕器（flight-intercept traps）进行采样，并在部分样点辅以马来氏网（Malaise traps）。结果显示，原疏散区长舌蜂（long-tongued bees）的物种多样性和功能多样性指数显著高于对照组，而疏散区和原疏散区的系统发育多样性指数及总丰度均显著高于对照组。相比之下，短舌蜂（short-tongued bees）的总丰度在疏散令解除后有所增加。不同分类单元对疏散及随后解除疏散令的响应存在差异。这些结果表明，通过土地弃耕实现的再野化（rewilding）可能有利于访花蜂多样性和传粉服务的维持。然而，进一步的植被演替可能使受干扰较少的栖息地未来变得更加郁闭，可能对偏好开阔生境的蜂类产生负面影响。因此，需要进行长期监测，以确定弃耕土地再野化与复耕的最优组合方案。

论文解读：福岛核事故疏散区及原疏散区访花蜂群落丰富度提升——土地弃耕对传粉者多样性的长期影响

一、研究背景与问题

农村人口减少导致的土地弃耕在亚洲和欧洲日益普遍，对生物多样性产生深远影响。尽管“再野化”（rewilding）策略常被视为促进生物多样性恢复的手段，但其效果具有高度异质性且强烈依赖具体情境。访花蜂作为关键传粉者，其种群衰退现象频见报道，因此厘清土地弃耕对访花蜂群落的影响尤为重要。然而，欧洲和亚洲地区的既有研究并未提供土地弃耕对蜂类产生积极效应的明确证据，且亚洲地区相关研究极为匮乏。在季风亚洲地区，长期水稻种植形成的可预测农业景观对野生动植物适应具有重要意义；同时，湿润气候下植被演替的推进可能导致生境郁闭化，威胁偏好开阔生境的物种。此外，亚洲农场普遍规模较小，土地弃耕通常以渐进、斑块化方式发生，使得在大空间尺度上检验区域性土地弃耕效应面临困难。2011年福岛第一核电站事故后设立的大面积长期疏散区覆盖多个市镇，为在大空间尺度上研究土地弃耕对访花蜂多样性和丰度的影响提供了独特契机。疏散令于2015年后逐步解除，进一步使研究人员能够通过疏散区与原疏散区的比较，分析居民重返和土地复耕的影响。

二、研究内容与主要结论

研究人员于2015—2022年间，在福岛县东部9个市镇的57个样点，使用飞行拦截诱捕器（flight-intercept traps，FIT）和马来氏网（Malaise traps）对访花蜂群落进行年度采样，共获得545份样本。研究比较了疏散区、原疏散区（ex-evacuation zone）和未疏散对照区的长舌蜂（long-tongued bees）物种多样性（TD）、系统发育多样性（PD）和功能多样性（FD）指数，以及各蜂类类群的丰度差异。结果表明，长舌蜂的PD在疏散区和原疏散区均显著高于对照组，TD和FD在原疏散区显著高于对照组；长舌蜂总丰度在疏散区和原疏散区均显著高于对照组，短舌蜂总丰度在原疏散区显著高于疏散区和对照组。不同蜂类类群对疏散及疏散令解除的响应存在明显差异。这些发现表明，土地弃耕带来的再野化可能对访花蜂多样性和传粉服务具有积极意义，但需警惕植被演替导致的生境郁闭化对开阔生境偏好物种的潜在负面影响。

三、关键技术方法

研究人员在约50个样点每年使用飞行拦截诱捕器（FIT）采样，部分样点辅以马来氏网（Malaise traps），样点均位于学校操场内。所有采集的访花蜂按属或种分类计数。长舌蜂的TD、PD和FD指数通过R软件中的iNEXT.3D包计算；系统发育距离基于林奈层级分类系统构建的系统发育树分支长度计算；功能距离基于体长、社会性、筑巢位点、舌长、物候和花粉携带方式等功能性状，经混合数据因子分析（FAMD）转换为独立得分后计算。研究采用贝叶斯回归模型，将疏散状态转换为两个虚拟变量，并以事故前的土地利用、人口、海拔和坡度等环境变量经主成分分析（PCA）后的前四个主成分作为协变量，同时纳入空间自相关随机效应和陷阱类型效应，通过马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）采样获得效应估计的后验分布。

四、研究结果

长舌蜂多样性指数差异：长舌蜂的PD在疏散区和原疏散区均显著高于对照组，而TD和FD在原疏散区显著高于对照组，表明疏散导致的土地弃耕提升了长舌蜂的系统发育多样性，而疏散令解除后物种和功能多样性进一步显著提升。

长舌蜂总丰度及类群特异性响应：长舌蜂总丰度在疏散区和原疏散区均显著高于对照组。其中，Ceratina flavipes在疏散区和原疏散区的丰度分别比对照组高出1000%以上和近500%；Nomada属杜鹃蜂、Andrena属和Sphecodes属的短舌蜂在疏散区和原疏散区均显著高于对照组。疏散令解除对Apis mellifera（西方蜜蜂）有显著正效应，对Apis cerana（中华蜜蜂）和Bombus diversus有显著负效应。

短舌蜂丰度响应：短舌蜂总丰度在原疏散区显著高于对照组和疏散区，Halictus aerarius对疏散令解除表现出显著正响应，Lasioglossum属在原疏散区显著高于对照组。

五、讨论与结论

研究结果表明，疏散导致的土地弃耕总体上对蜂类多样性和丰度产生积极影响，且部分效应在原疏散区仍然持续。这种积极响应的可能机制包括：人类活动减少导致农田向以Miscanthus sinensis（芒草）和Solidago altissima（加拿大一枝黄花）为主的高大野生植物群落转变，为C. flavipes等筑巢于植物茎秆的蜂类提供了适宜栖息地；农业杀虫剂暴露的减少也有利于访花蜂。A. mellifera在原疏散区的增加可能与养蜂业的恢复有关，而Apis cerana的减少可能反映了生境变化带来的种间关系调整，但两物种丰度间呈显著正相关，表明二者能够共存。研究结论指出，土地弃耕带来的再野化可能有利于访花蜂多样性和传粉服务，但植被演替的持续推进可能使生境趋于郁闭，对偏好开阔生境的蜂类产生负面影响。因此，需要长期监测以确定弃耕土地再野化与复耕的最优组合方案。