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【中国科学报】谁来保护自然“传粉工”?

发布者: 管理员  发布时间:2019-04-09 作者:张晴丹   来源:  点击量

东亚地区29种熊蜂的分布

    植物和农作物的繁衍生息,离不开传粉昆虫,它们是自然界“生”的动力。

    然而,我们正在失去这些“传粉工”,在这个群体里,熊蜂的种群数量更是持续下降,欧洲和北美等地区的情况正变得越来越糟。

    那么,包括熊蜂在内的传粉昆虫数量的下降,会掀起怎样的波澜?又是谁威胁了这些“传粉工”的生命?如何去保护它们?

    近年来,国内外昆虫科学家一直在探寻答案。

    近日,玩彩网(以下简称玩彩网)蜂种质资源与育种团队找到了让东亚地区熊蜂多样性面临巨大威胁的“罪魁祸首”,并提出不同熊蜂类群的保护策略,为传粉昆虫保护政策的制定奠定了基础。相关研究成果发表在《农业、生态系统与环境》上。

维持生态平衡,保障农业生产

    世界上的农作物里,有85%依赖于昆虫传粉,比如水果、蔬菜、坚果以及油料作物等。美国加州大杏仁完全依靠昆虫传粉来保证生产;我国的油菜如果没有昆虫传粉,有可能减产1/4。

    熊蜂,隶属于膜翅目蜜蜂科熊蜂属,由15个亚属组成,是传粉昆虫的一类代表,是众多野生植物和农作物的重要传粉者,在生态链中有着举足轻重的作用。

  “其主要贡献就是保持植物多样性,保障植物正常繁衍,维系生态系统平衡,以及保证农作物产量,维护人类食物的安全。”玩彩网蜂种质资源与育种团队首席科学家安建东在接受《中国科学报》采访时表示。

    随着设施农业的发展,全球范围内掀起了设施果菜应用熊蜂传粉的热潮。

    实际上,熊蜂不仅是设施作物的重要传粉昆虫,更是众多野生植物特别是高山植物、高原植物以及一些濒危植物的重要传粉者,例如华北山区77种熊蜂传粉的植物涉及49科339种;而云南南瓜农田生态系统中蜜蜂和熊蜂是最主要的传粉昆虫。

    不过,近几十年来,全球多个地区出现熊蜂多样性下降或一些物种面临濒危甚至灭绝的报道。

    欧洲和北美等地区的熊蜂生物多样性下降十分严重,在北美地区,熊蜂种群数量甚至已经下降90%多,4种熊蜂正濒临灭绝,这给我国熊蜂资源保护敲响了警钟。

未来气候和植被变化对东亚地区熊蜂分布的影响

    蜂种质资源与育种团队把目光聚焦到了东亚地区,因为这里是全球熊蜂资源最丰富的地区,而全球已知熊蜂约250种,我国就占了一半,是全球熊蜂物种资源最丰富的国家,开展资源保护研究迫在眉睫。

    但是,东亚地区熊蜂本底资源调查完成较晚,熊蜂多样性面临的威胁有待进一步评价。

    相比于欧洲,我国对熊蜂的研究比较滞后的,我国熊蜂物种整体资源及其分布特征不清, 很多物种鉴定困难,一些熊蜂物种甚至出现几易其名的情况,给相关研究和利用带来了诸多困惑。

    为打破这样的窘境,玩彩网近20年来开展了中国熊蜂资源本底调查,并积极探索特殊种群人工驯养和传粉利用的可行性。

找出“罪魁祸首” 

 

    蜂种质资源与育种团队以东亚地区特有的29种熊蜂为材料,利用物种分布模型分析,发现到2050或2070年,东亚地区59%~93%的熊蜂物种分布范围将明显缩小;中国中部熊蜂物种数量下降24%,东北亚地区下降10%;3%、10%~17%、7%~28%的熊蜂物种将分别变为极危种、濒危种和易危种。

    那么,是什么威胁了熊蜂等传粉昆虫的生存?科学家在不断探索中逐渐寻到了“凶手”的蛛丝马迹。

    生境质量直接影响传粉昆虫的种群数量。

    安建东表示,近100年来,随着科技高速发展、人口急剧膨胀、城市化大规模推进,人类活动给自然环境带来诸多改变,很多原始植被破坏严重,这会导致野生传粉昆虫栖息地的丧失,熊蜂的生境呈现碎片化,严重降低了熊蜂的多样性水平。

    众所周知,全球气候变化也是一个关键因素,已经对许多物种造成威胁。

    “大部分的昆虫能够生存至今,需要一个长期的进化和适应过程,如果出现大范围的气候变化,会导致大区域传粉昆虫资源下降。”中国科学院动物研究所研究员、中国昆虫学会传粉昆虫专业委员会主任朱朝东在接受《中国科学报》采访时介绍。

    此外,“农药的大量使用,也对传粉昆虫产生巨大影响”。农业农村部全国农业技术推广服务中心推广研究员赵中华在接受《中国科学报》采访时说,20世纪以来,农药在农林牧业有害生物防治和作物增产方面的确发挥了重要作用, 但同时农药的不合理应用也给生态环境造成了巨大危害。

    这一点已经成为业界共识,其中,杀虫剂和除草剂是引起熊蜂等传粉昆虫多样性下降的重要因素之一。

    绝大部分野生蜜蜂都是地下筑巢,杀虫剂可直接致其死亡,而除草剂会毁掉它们的野花食物资源,使它们丧失栖息生境,因而无处安家。

    目前,欧盟已证明新烟碱类农药对蜜蜂的不利影响,并禁用了吡虫啉等农药,以保护传粉昆虫,特别是蜜蜂的安全。

    蜂种质资源与育种团队还发现,外来物种的应用也给我国本土熊蜂物种生态安全带来巨大风险和压力,研究结果日前发表在《科学报告》上。

    欧洲地熊蜂是全球范围内商业化应用最广的传粉蜂种,但是由于欧洲地熊蜂群势强大、食谱广泛、适应力极强,“一旦逃出温室在自然界建立野生种群,会与当地蜂种争夺食物资源和营巢场所,甚至还会传播病虫害”。

    安建东指出,其目前已在新西兰、澳大利亚、日本、智利、阿根廷等国家造成了生物入侵,影响当地的生态系统平衡。

    为了探究欧洲地熊蜂入侵中国的风险,蜂种质资源与育种团队根据欧洲地熊蜂在东亚及其周边地区的分布数据,以及中国24种代表性熊蜂的分布及生物气候学数据,利用MaxEnt等5种分布预测模型,分析了欧洲地熊蜂在东亚地区可能的栖息地,以及对中国不同生态区熊蜂的生境重叠风险。

    结果显示,欧洲地熊蜂在我国的适生区面积最大。

    除了新疆西北部的自然分布区外,我国中部秦岭至东南部地区和东北部长白山地区也适合此种蜂的分布。

    在我国北方、南方和青藏高原三大生态区中,欧洲地熊蜂对南方熊蜂种群的威胁最大,北方种群次之,青藏高原种群最小。

保护本土资源  制定应对策略

    当前,多国政府开始高度重视对传粉昆虫的保护。

    近几年来,英国、美国、法国等国家先后颁布保护传粉昆虫的国家战略规划,保护其提供必不可少的传粉服务。

    有了国外的前车之鉴,为了保护本土熊蜂,维持当地生态系统平衡,业内专家指出,我国应未雨绸缪,防患于未然,尽早制定传粉昆虫资源保护政策。

    安建东建议,应主动管理、保护和建立熊蜂等传粉昆虫喜欢的栖息环境,为它们提供良好的营巢场所。

    另外,根据熊蜂在我国的分布特征,还应有针对性地建立一些自然保护区,例如在全球熊蜂物种资源最丰富的青藏高原东部边缘—西秦岭山地建立熊蜂多样性核心保护区, 以保护我国十分丰富的熊蜂物种资源等。

    积极探索环境友好型的农业发展模式是未来的发展趋势。

    赵中华表示,要尽可能减少农药的使用,加大绿色防控技术研发,替代化学农药,以保护传粉昆虫资源及其多样性,维持整个生态系统的平衡稳定。

    当然,严防外来物种入侵也是当务之急。

    安建东指出,我国应该制定严格的外来物种引进及管理政策,欧洲地熊蜂在我国适生区不宜引进,并且在温室内使用要做好隔离,严防逃出温室在野外建立种群,避免造成生物入侵。

    同时应该加大本土熊蜂资源保护与利用研究的力度,服务我国生态农业发展。

    从2006年开始,朱朝东就一直在全国推动传粉昆虫的研究。

    他表示,要保护我国熊蜂资源,必须重视对熊蜂等传粉昆虫本底的研究,尤其是传统分类的研究还非常薄弱,观察和监测能力比较缺乏。

    应从本底的角度,加强传粉昆虫分类学队伍建设,用生态学手段来量化分析传粉昆虫的动态变化,建立一支面向传粉昆虫的基础科研、评价和保护的生力军。

    相关论文信息:

    DOI: 10.1016/j.agee.2019.03.002

    DOI:10.1038/s41598-018-29414-6

    《中国科学报》 (2019-04-09 第5版 农业科技)

 


 

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