美国怀俄明州草原与sagebrush生态系统中风电机组邻近度改变植物-传粉者动态

《Nordic Journal of Botany》:Proximity to wind turbines altered plant–pollinator dynamics in prairie and sagebrush ecosystems in Wyoming, USA

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月18日 来源:Nordic Journal of Botany 1.1

编辑推荐:

  风电机组(wind turbines)会影响其选址环境中的若干非生物条件,并可能改变昆虫传粉者的行为与移动。目前尚不清楚运行中的机组如何影响植物-传粉者互作。为探究授粉动态是否受机组存在的影响,研究人员在一个风能设施内及距运行机组4–28 km的5个站点,录制

  
风电机组(wind turbines)会影响其选址环境中的若干非生物条件,并可能改变昆虫传粉者的行为与移动。目前尚不清楚运行中的机组如何影响植物-传粉者互作。为探究授粉动态是否受机组存在的影响,研究人员在一个风能设施内及距运行机组4–28 km的5个站点,录制了开花原生植物上传粉昆虫访花的视频,计算昆虫与花朵互作时长,并识别访花昆虫表现的具体行为。结果显示,距机组越近,昆虫与花朵互作时间越长;随距机组距离增加,传粉昆虫爬入花冠或吸食花蜜的概率下降,而在植株上休息的概率上升。这些行为亦随风速、气温及单株花数变化。该研究为首批提供证据表明机组或其引发的非生物改变可改变植物-传粉互作的研究之一,值得进一步探讨,以辅助土地管理者和保护组织对未来机组选址、恢复与保护作出知情决策。
研究背景方面,昆虫传粉者(如蝴蝶、蛾类、野生蜜蜂)在区域或全域尺度上衰退,威胁因素包括气候变化、农药、病虫害、污染及土地利用变化,其中景观尺度干扰导致的栖息地丧失与破碎化是重要驱动。可再生能源基础设施(如风电机组)会显著改变局地非生物条件(环境温度、风速、次声等),但机组如何具体影响传粉昆虫觅食行为及植物-传粉者网络仍缺乏实证。鉴于风电产业持续扩张且常建于草地、牧场及农田中,理解机组对传粉动态的影响对作物授粉与生态保护具现实紧迫性。为此,研究人员在美国怀俄明州东南部混合草原与sagebrush steppe生态系统中,沿距运行机组0、3.9、7.2、10.7、13.2、28.1 km梯度设6站,于2022年5–7月晴好白天用GoPro Hero5录制单株开花植物访花视频共45 h,同步用Kestrel 2000测定风速(m s?1)与气温(℃),以互作时长、访花数、行为类型(采粉、吸蜜、爬入花冠、触碰≤3 s、休息等)为响应变量,拟合广义线性模型(GLM)与β回归,固定效应含距机组距离、风速、气温、花数分级,分布选用gamma(时长)、Poisson(计数)、binomial(行为概率)。
主要技术方法上,研究人员采用视频直接观测法获取传粉昆虫个体访花互作行为,以距最近运行机组距离(km)为主解释变量,辅以现场同步测量的风速与气温及单株可见花数分类(高>20、中10–20、低1–9)作为花资源可得性代理;统计推断基于R语言glm()函数,针对非正态时长数据用gamma分布、计数用Poisson、比例用beta回归、行为出现与否用binomial logit,连续变量标准化,站点样本来自怀俄明州单一风电场及5个公有未开发对照点。
研究结果部分,各小节结论如下:
距机组距离与非生物梯度:风速随距机组增加而减弱(β=?0.330, p<0.0001),气温略升(β=0.014, p=0.0004),证实机组下风向存弱非生物梯度。
互作时长与访花强度:472次互作平均43 s,距机组越近总互作时长越长(β=?0.264, p=0.034),单次均长亦更长(β=?0.455, p=0.012);风速与气温升高均缩短互作时长;视频中传粉者出现时间占比随距机组增大而降低(p<0.001);每互作访花数随风速、气温升高而减少。
具体行为概率:近机组处昆虫爬入花冠(β=?0.897, p<0.001)与吸蜜(β=?1.704, p<0.001)概率更高,远机组处休息概率更高(β=1.745, p<0.001);高风速下爬入花冠减少但采粉增多(β=1.890, p<0.001);高温下短触(touch)概率上升。
花资源可得性影响:低花数单株互作更长,中花数吸引个体最多,低花数下吸蜜采粉倾向更强;花丰度随距机组增大略降,花丰富度略升,3.9 km站花数最高。
讨论与结论翻译:数据显示特定行为概率随距机组改变,近机组访花时间占比与互作时长增加,较长花处理时间(flower-handling time)或可提升部分植物授粉成功与花粉传递效率,但亦可能增加花粉浪费与自交(geitonogamy)风险。机组一般抬升下风向气温并降低风速,本研究却见气温随距离微升,且高温高风均缩短互作,近机组高风处互作反长,可能与多物种混合及未分离飞行与处理时间有关。花特征与斑块尺度亦调节行为。研究局限含单系统单风场、未伪重复、设备分辨率限制分类、风速仅起止测量。结论上,研究提供机组改变传粉昆虫行为模式的证据,虽因设计限制不能广推因果,但支持后续在多独立系统验证;风电作为气候方案同时需评估其对传粉网络及作物、种子结实数、植物多样性的即时与长期效应,所提视频行为框架可助土地管理者优化机组选址与牧场授粉管理。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号