《Apidologie》：Assessing flight activity and foraging in honey bees: insights from bee counter data and plant protection product exposure in semi-field studies
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众多研究已使用电子蜂计数器（electronic bee counters）以更好地理解环境条件对蜜蜂（Apis mellifera）飞行活动的影响。除气象数据外，植物保护产品的影响亦备受关注。研究人员在三项半田间试验（semi-field studies）中
众多研究已使用电子蜂计数器（electronic bee counters）以更好地理解环境条件对蜜蜂（Apis mellifera）飞行活动的影响。除气象数据外，植物保护产品的影响亦备受关注。研究人员在三项半田间试验（semi-field studies）中收集了蜂计数器数据，其中部分蜂群暴露于已知化学处理——乐果（dimethoate）或λ-氯氟氰菊酯（λ-cyhalothrin）。研究人员首先结合气象数据分析未处理蜂箱的蜜蜂飞行活动：多元回归模型确认太阳辐射与气温为主要驱动因子，而考虑时间自相关的线性混合模型（linear mixed models）支持更丰富的固定效应结构。此外，研究人员探究了视觉评估的觅食活动、飞行活动与气象参数间的关系。在试验中发现觅食与飞行活动的Pearson相关系数弱至中等（0.21至0.40）。温度数据可改善拟合，但需额外参数方能充分解释觅食活动。随后，研究人员采用贝叶斯结构时间序列模型分析不同化学处理在蜜蜂飞行数据中的特征。该方法能够区分天气与处理效应，并便于分析单个暴露蜂群数据中的处理特征。
研究背景与动机
在评估杀虫剂对蜜蜂（Apis mellifera）潜在副作用风险时，半田间试验（semi-field studies）于隧道中进行，可在最差暴露条件下进行蜂群水平评估。传统专家目视评估耗时且引入时间滞后噪声。电子蜂计数器自百年前问世以来，成为研究气象等环境条件对飞行活动影响的重要工具，但其在植物保护产品效应分解中的应用仍需方法学拓展。该论文发表于《Apidologie》，旨在利用蜂计数器高频数据，结合气象与化学暴露记录，建立可区分天气与处理效应的建模框架，以补充法规风险评估中的人工观测。
主要技术方法
研究人员于2019与2020年在德国Burscheid的Gut H?fchen试验站开展三项半田间试验，每试验12箱蜂群（五框核群级），隧道50 m2，作物为四月油菜（Brassica napus）或七八月Phacelia tanacetifolia，设对照（水）与乐果（dimethoate, 400 g a.i./ha）或λ-氯氟氰菊酯（λ-cyhalothrin, 12.5 g a.i./ha）处理组。飞行活动由ApiSCAN?与BeeHero光电计数器记录（10分钟精度），同步气象站采集辐射、温湿度等。数据经线性插值重采样、剔除适应期与故障段；统计上采用R语言拟合多元线性回归、线性混合模型（nlme包，含AR(1)残差相关与试验随机截距）分析气象驱动，并以CausalImpact包构建贝叶斯结构时间序列（Bayesian structural time series, bsts）模型，以未处理箱为协变量推演反事实（counterfactual）与累积效应，对数变换响应变量。
研究结果
3.1 气象参数影响
在未经处理对照组中，飞行活动呈典型昼夜节律。Pearson相关显示飞行活动与太阳辐射、气温强正相关（r=0.78–0.85），与湿度强负相关；多元回归中太阳辐射单独R2达0.60–0.72，加入气温升至0.68–0.74。跨试验线性混合模型最优固定效应为log(均数计数)~log(太阳辐射)气温+log(太阳辐射)湿度+log(太阳辐射)气压+气温湿度+气温气压+湿度气压，证实太阳辐射与气温为主驱因子，且交互项显著改善拟合，AR(1)结构消除残差自相关。
3.2 人工评估——觅食活动
以目视花朵访问数代表觅食活动，与同箱同期数字总计数Pearson相关仅0.21–0.40（弱至中等）。线性混合模型flower_visits~counts_hive+air_temperature+(1|trial)较优，表明数字飞行计数与外加气温可部分解释觅食，但剩余变异需群体状态等未测参数。
3.3 处理效应
3.3.1 乐果（DIM）与天气解耦（July19试验）
DIM暴露箱入巢活动处理后数日骤降，约第6天回升但未恢复。CausalImpact对首箱入巢活动建模显示，反事实追踪天气波动，真实值显著低于反事实，点效应在晨间最显著，累积效应（公式2）于处理后3–7天显著为负，试验末仍负向。
3.3.2 λ-氯氟氰菊酯（LCT）后活动剖面（April20与July20）
LCT处理后数小时内出现近零“凹陷”，April20中约3小时恢复，July20中约4小时；出巢比入巢更早停飞且更早恢复。CausalImpact显示凹陷期点效应与累积效应高度显著，处理后2小时累积缺失飞行（公式3）在April20各箱95%显著，July20仅部分箱显著。DIM效应持续数日，LCT效应以短时凹陷为特征，高温试验（July20）效应更长且部分箱崩溃。
讨论与结论翻译
蜜蜂飞行活动受气象、食物、群态等多因子影响；隧道微气候（辐射降低、风速减小）可能偏移天气-飞行关系，且缺乏本批蜂群 brood 状态直接校验。结果与Clarke和Robert（2018）开放田类似（辐射相关0.78–0.85 vs 其温度0.78）。觅食与飞行仅弱-中相关，因目测采样面积小、间隔疏、隧道内异质。DIM致持续多日抑制，LCT致处理后短时凹陷，高温与作物欠发育可调制严重程度。CausalImpact适于处理后短期效应分解，长期因噪声累积致累积缺失飞行指标不稳；未处理箱作为协变量间接嵌入天气信息优于直接气象协变量（非线性）。蜂计数器不能替代EPPO指南目视评估，但可补专家夜间/施药即刻空白，检测驱避等快反应。研究人员结论：电子蜂计数器结合贝叶斯结构时间序列，能在半田间试验中分离天气与植物保护产品效应，为个体暴露蜂群处理特征提供量化补充，但需控制设备误差与群态混杂。
