《Oecologia》：Land use and propolis composition: an analysis of the wax content of Apis mellifera propolis
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蜂胶是蜜蜂采集的植物源性树脂，对于维持蜂群健康至关重要，可保护蜂群免受病原体侵害并构建蜂巢。为确定影响蜂胶蜡含量的因素，研究人员通过一项覆盖全国的大规模公民科学方法，于2025年从英国各地的蜂箱收集了139份蜂胶样品。研究人员测定了蜂胶质量和蜡含量，使用广义线
蜂胶是蜜蜂采集的植物源性树脂，对于维持蜂群健康至关重要，可保护蜂群免受病原体侵害并构建蜂巢。为确定影响蜂胶蜡含量的因素，研究人员通过一项覆盖全国的大规模公民科学方法，于2025年从英国各地的蜂箱收集了139份蜂胶样品。研究人员测定了蜂胶质量和蜡含量，使用广义线性模型（Generalised Linear Model, GLM）分析颜色与蜡含量之间的关系，并使用主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）与广义线性混合模型（Generalised Linear Mixed Model, GLMM）分析周围土地覆盖对蜂胶组成的影响。颜色分析表明，颜色与蜡含量密切相关。土地覆盖分析表明，与邻近阔叶林地、郊区和城市区域（树木较多而草地较少）的蜂箱相比，邻近耕地和人工草地比例较大、花卉丰度较高的蜂箱，其蜂胶蜡含量更高。研究人员得出结论：原料蜂胶的颜色和蜂箱周围的土地覆盖均与蜂胶蜡含量密切相关。
论文解读：土地利用与蜂胶蜡含量的关系
**研究背景与问题**
蜂胶是蜜蜂采集植物树脂并与自身分泌的蜂蜡混合而成的树脂状物质，用于密封蜂巢、抵御病原体和维持蜂群健康。蜂胶在医药、化妆品、食品等领域具有广泛用途，商业需求持续增长。然而，蜂胶中的蜡含量是影响其质量和应用的重要参数，文献报道的蜡含量范围差异极大，从1.5%至81%不等。不同国家的商业标准对蜂胶蜡含量限值的规定也各不相同，例如阿根廷标准规定不超过35%，乌克兰标准规定不超过15%，而国际标准ISO24381:2023则对棕色、绿色和红色蜂胶分别规定了不同的最高蜡含量。此外，不同行业对蜡含量的需求不同：医疗应用倾向于低蜡含量以增强活性成分的吸收和抗菌性能，而化妆品和食品行业可能偏好高蜡含量以利用其保湿等特性。然而，影响蜂胶蜡含量的自然因素尚不明确。为此，研究人员提出两个假设：（1）原料蜂胶的CIELAB颜色可预测蜡含量，黄色值（b
*）越高蜡含量越高，红色值（a
*）越高蜡含量越低；（2）蜂箱周围的土地覆盖类型影响蜡含量，林地比例高的区域导致蜡含量降低，而花卉多样性高的区域导致蜡含量升高。
**研究内容与意义**
为验证上述假设，研究人员于2025年4月至9月在英国开展了一项大规模公民科学项目，由养蜂人使用标准化网格收集蜂胶。共获得139份样品，剔除缺少位置信息、非标准采集方法及质量过小的样品后，最终111份样品纳入分析。研究测定了蜂胶质量、蜡含量，并利用颜色分析和土地覆盖分析，结合广义线性模型（GLM）、主成分分析（PCA）和广义线性混合模型（GLMM），揭示了蜂胶颜色和蜂箱周围土地覆盖与蜡含量之间的显著关联。该研究为蜂胶质量的低成本现场评估、蜂产品产业多元化以及按工业需求定向生产特定蜡含量蜂胶提供了科学依据。论文发表在《Oecologia》。
**主要技术方法**
研究人员通过公民科学方式采集英国61个地点的蜂胶样品。颜色分析采用标准化条件下拍摄数码照片，利用ImageJ宏校准颜色并转换为CIELAB L
*a
*b
*值。蜡/树脂分离采用70℃水浴加热的物理分离法，避免使用化学溶剂。土地覆盖数据来自英国生态与水文中心（UK Centre for Ecology and Hydrology, UKCEH）的2024年土地覆盖图，在ArcGIS Pro中提取蜂箱周围5 km和3 km半径内21类土地覆盖面积。统计分析使用MATLAB拟合GLM分析颜色与蜡含量关系；在R中采用PCA对土地覆盖变量降维，并使用lme4包拟合GLMM，以样品作为随机效应，检验土地覆盖和蜂种对蜂胶质量、蜡质量及蜡占蜂胶比例的影响。
**研究结果**
**颜色分析（Colour analysis）**：对111份样品进行颜色与蜡含量的GLM分析，模型总体显著（F=46.7, df=108, P<0.001）。结果表明，蜡含量与黄色值b
*显著正相关（t=6.506, df=108, P<0.001），与红色值a
*显著负相关（t=?9.366, df=108, P<0.001）。因此，原料蜂胶颜色可以作为蜡含量的可靠预测指标。
**土地覆盖分析（5 km半径）（Land cover analysis, 5 km radius）**：对蜂箱周围5 km半径内21类土地覆盖变量进行PCA，前6个主成分解释了70%的方差。GLMM分析发现，蜡占蜂胶比例与PC3显著正相关（b±SE=0.003±0.001, df=50.43, t=2.067, P=0.044），与PC8显著负相关（b±SE=?0.005±0.002, df=95.86, t=?2.297, P=0.024）。载荷分析表明，蜡比例与郊区（SU）、城市（UB）和水体（FW）覆盖类型负相关，与耕地（AH）、中性草地（NG）、沼泽（FMS）和钙质草地（CG）正相关。蜂胶质量与PC10显著正相关（P=0.016），蜡质量与PC2显著负相关（P=0.029），提示酸性草地（AG）和石南草地（HG）与蜡质量负相关。蜂种方面，Buckfast（BUC）和杂种（MON）与蜡比例显著相关，MON组平均蜡含量为23%（SD=19%），低于本地黑色蜜蜂（AMM）组的30%（SD=19%）。
**土地覆盖分析（3 km半径）（Land cover analysis, 3 km radius）**：重复上述分析于3 km半径，蜡占蜂胶比例与PC5显著正相关（b±SE=0.004±0.002, df=47.75, t=2.399, P=0.020），载荷显示与耕地（AH）正相关，与改良草地（IG）和中性草地（NG）负相关。蜂胶质量与PC2显著相关（P=0.012），与高地覆盖如石南草地、泥炭沼泽等正相关。两个半径的分析结果具有一致性，表明土地覆盖对蜡含量的影响在不同空间尺度上均稳健。
**讨论总结**
讨论指出，颜色作为蜡含量预测指标可应用于商业前分类，尤其适用于医疗和制药行业对低蜡含量蜂胶的需求，并为欠发达地区提供低成本质量评估方法。土地覆盖的影响具有生态学解释：城市和郊区树木多而草本花卉多样性低，蜜蜂可获得更多树脂源，因此蜂胶蜡含量较低；而耕地和改良草地虽然花资源丰富但产树脂的树木和灌木较少，蜜蜂需以更多蜂蜡补偿，导致蜡含量升高。蜂蜡生产需要蜜蜂消耗大量糖和花粉，因此花卉资源丰富的环境能支持更高的蜡产量。研究人员提出，通过合理选择蜂箱放置位置，可实现特定蜡含量蜂胶的定向生产。研究也存在局限，如样本量有限、土地覆盖分类较粗、公民科学采样的不一致性等，未来需结合花粉DNA分析等更精细手段验证。
**研究结论翻译**
本研究旨在确定英伦三岛西方蜜蜂（Apis mellifera）蜂箱中蜂胶蜡含量能否根据蜂胶颜色和蜂箱周围土地覆盖成功预测。结果表明，颜色是原料蜂胶蜡含量的强指示指标，可为蜂胶质量提供低成本的现场评估，可能支持养蜂人实现蜂胶商业化生产。蜂箱周围5 km和3 km范围内的土地覆盖对蜂胶蜡含量有影响：花卉多样的土地覆盖产生较高的蜡含量，而树木较多、草地较少的土地覆盖产生的蜡含量较低。局部气候条件、蜂群个体大小和健康状况、花卉的季节性以及随之而来的蜂胶生产季节性也可能影响蜂胶中的蜡含量。因此，未来研究应尽可能记录这些数据，并在可行时限定蜂胶样品采集的日期和持续时间。定向生产高或低蜡含量蜂胶旨在惠及使用蜂胶的行业，减少可能损害蜂胶活性成分的后处理。此外，使用非化学蜡分离方法提供了一种更可持续的加工途径，与ISO24381:2023方法的比较是重要的下一步。该研究仅涉及英国生产的蜂胶，因此结论仅限于该地理区域；然而，这种收集和评估蜂胶蜡含量的模型可在全球复制，以持续支持该研究领域的知识创建，并支持针对特定应用的定制蜂胶生产。
