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蜜蜂与生态平衡
双击自动滚屏 发布者:海峰 发布时间:2010/5/5 阅读:5776

蜜蜂与生态平衡

褚亚芳,胡福良

(浙江大学动物科学学院, 浙江 杭州 310029 )

摘要:蜜蜂作为生态系统中的重要成员,其传粉作用是其他生物无法替代的。众多研究证明蜜蜂对生物多样性的促进和生态平衡的维持具有重要意义。人们在生态系统的恢复、珍稀植物的保护以及高原荒漠地区的开发利用等工作中也越来越多地关注蜜蜂的作用。从蜜蜂在生态系统中的地位以及蜜蜂在生态农业建设中的作用两个方面阐述了蜜蜂在维持生态平衡中的重要性。

关键词:蜜蜂;生态平衡;生态农业;传粉

蜜蜂经过几千万年的进化和发展,形成了独特的生态学特征,成为生态系统中的重要成员。自古以来,人类不断探索蜜蜂社会的奥秘。随着研究的深人,人类开始利用蜜蜂资源,使蜜蜂成为与人类密切相关的经济昆虫。蜜蜂为人类提供了宝贵的蜂产品,促进了农业发展,创造了不可估量的物质财富;数千年养蜂历史所积淀成的绚丽多姿的蜜蜂文化,融于艺术、文学、医药等各个领域,丰富了人类的文化生活;尤其是蜜蜂的传粉行为,保障了植物的繁殖和生存,促进了植物物种多样性的形成,维持了大自然的生态平衡。 2006 10 26 日,Nature公布了蜜蜂基因组的测序和分析结果,同时指出:“如果没有蜜蜂及其传粉行为,整个生态系统将会崩溃”。

1 蜜蜂在生态系统中的地位及其对生态平衡的影响

1.1蜜蜂在生态系统中的地位

植物和昆虫在生态系统中各自扮演着重要角色,在数千万年的历史进程中它们形成了相互作用、相互适应的协同进化关系。植物为昆虫提供食物来源和生存环境,影响昆虫的地理分布和对食物的选择,对昆虫还具有生态保护作用。因此,蜜蜂的生存和发展依赖于植物及其提供的生境,一旦植被受到破坏,蜜蜂种群数必将锐减,有些物种甚至将面临灭绝的危机。

另一方面,昆虫承担了大约 2/3 种子植物的花粉传授工作,而膜翅目蜜蜂总科昆虫是自然界中最重要的传粉者。为了采集花蜜花粉等食物,蜜蜂形成了许多特化器官和特殊行为,使其成为了理想的传粉昆虫,保障种子植物能够不断繁衍,并实现基因的漂流和转移,促进植物遗传多样性的形成。达尔文早在 1838 年就指出了异花授粉的重要性,因为杂交是保持物种稳定所必需的; 1876 年在另一著作中,达尔文又阐述了蜜蜂和植物是通过自然选择和不断进化形成了相互适应的巧妙关系。

1.2 蜜蜂与生物多样性保护

在生物多样性的保护中,蜜蜂的传粉作用往往是被考虑的重要因素之一。近年来,珍稀濒危种子植物和农林经济作物的传粉生物学的研究也引起了人们的重视,并获得了较大的发展。蜜蜂传粉的典型物种是兰花,约60%的兰花种类依靠蜜蜂传粉。兰科植物多为珍稀濒危植物,全世界所有野生兰科植物都被列人《野生动植物濒危物种国家贸易公约》的保护范围。兰花的传粉具有很强的专一性,许多种类的兰花依赖特定的昆虫传粉。比如中华蜜蜂是兔耳兰、莎叶兰、春兰、蕙兰、足茎毛兰等的惟一有效的传粉者,独花兰的访问昆虫主要为三条熊蜂、仿熊蜂及意蜂,但是能有效传粉的仅为三条熊蜂阴。这种特化的传粉系统相对脆弱,特定传粉者的失去可导致植物有性繁殖的失败,体现了蜜蜂(尤其是野生蜜蜂)对兰科植物保护和进化研究中的重要作用。

1.3蜜蜂与自然保护区建设

自然保护区的建设以及生境的恢复工作也越来越多地涉及蜜蜂和植物的相互作用和关系,尤其是先锋物种、优势物种和关键物种的传粉生物学的研究。张金菊等对片断化生境中濒危植物黄梅秤锤树(Sinjackia huangmeiensis)的开花生物学和繁育系统研究中发现,晴天的主要传粉昆虫为中华蜜蜂和中华回条蜂,其对黄梅秤锤树的生殖成功率具有重要意义。他还指出对该物种的保护应该加强对相关传粉昆虫赖以生存的生态环境的保护和恢复。巴西红木不仅是一种重要的经济林木,在热带雨林中也占据重要的生态地位。 Borges 等对巴西大西洋热带雨林中的巴西红木的传粉生物学进行了研究,观察到其主要传粉者为木蜂属(Xylocopa)、 Centris 和意蜂。外来种 ——意蜂可以有效传粉,但使自花授粉的可能性增加,杂交授粉的比率下降。因此,巴西红木的有效传粉者仅包括蜜蜂科下的两个属——木蜂属和 Centris,同样证明了野生蜜蜂对巴西红木成功繁殖的重要性代。

1.4 蜜蜂与高寒荒漠地区的开发利用

蜜蜂的另一重要性体现在野生蜜蜂对高寒荒漠地区植被的影响。比如中华蜜蜂具有耐寒抗热性能好、善于采集零星蜜源、抗胡蜂、抗螨等优良特性,适合在山区养殖;熊蜂具有个体大、分布广、善于采集大宗蜜源等特性,常用于温室作物授粉。 Makrodimos 等对希腊奥林匹斯山地区的高山植被花的形态学、物候学和访花模式的研究中发现,膜翅目昆虫是主要的访花者,约占实验所记录的 786 种昆虫中的 43.4 % ,其中熊蜂约占一半。在高原、荒漠等寒冷干旱地区,物种丰度和多度都相对较低,访花昆虫的种类亦有限,野生蜜蜂对这些地区显花植物的杂种优势的保持和有性繁殖的实现,往往具有不可替代的作用。麻花艽(Gentiana stramineaa)属于典型的依赖传粉的高山龙胆属植物,分布于青藏高原及其周边地区。苏氏熊蜂(Bomhus sushikini )是麻花艽惟一的有效稳定的传粉者,使其在极端寒旱的高原环境下实现有性生殖。塔落岩黄芪(Hedysarum laeve)是优良的栽培牧草,主要分布于我国西北地区的温带典型草原、荒漠化草原和丘陵沙地草场,具有防风固沙、保持水土的作用,对恢复和维持生态系统平衡具有重要作用。但是塔落岩黄芪的自交率很低,必须依靠传粉昆虫(主要是蜜蜂总科)授粉才能结果。蒙艳华等通过对蜜蜂访花频率、花粉移出率和柱头花粉沉降数目等观测分析后,指出白脸条蜂(Anthophora aldifronella)是塔落岩黄芪最有效的传粉蜂。

目前,在全球范围内被广泛饲养的意蜂在一些地方成为了人侵物种,它们干扰某些本地蜂的访花行为,以至对那些强烈依赖于本地蜂传粉作用的植物产生负面作用。但是,对另一些植物来说,意蜂却是很好的授粉昆虫。比如Grindelia covasii,一种干旱地区的潜在经济作物,其自交不亲和,需要授粉者才能结籽。意蜂是其主要的授粉者,隧蜂科昆虫也起到一定的作用。另一个有意思的发现是,在城市地区分布于旱生地蜜蜂的生物学多样性高于中生地的蜜蜂。 Mclntyre 等对美国亚利桑那州凤凰城 4 类不同城市土地(旱生地居民庭院、中生地居民庭院、残留沙漠公园和都市边缘的自然沙漠公园)上传粉昆虫(膜翅目蜜蜂科)的丰度和多度进行了研究,结果表明位于都市边缘的自然沙漠公园的多样性最高,其次是沙漠公园;与中生地相比较旱生地的蜜蜂群数更多,而且稀有种类也更多。

2 蜜蜂在生态农业建设中的作用和生态效益

养蜂业被誉为“农业之翼”,利用蜜蜂授粉,已成为高效、优质、低消耗的现代化生态农业的一项重要措施,促进了农业可持续发展。尤其是现代化集约化农业中,蜜蜂授粉可代替人工授粉,一方面节约了劳动力促进了农业的现代化进程,另一方面则减少了化学物质的使用从而提高食品安全性,对环境具有保护作用。总而言之,养蜂业是发展生态农业不可或缺的一部分,养蜂业的发展和生态经济的发展是相辅相成的。

2.1 蜜蜂授粉可减少化肥使用

国内外大量的研究证实了蜜蜂授粉可有效提高农作物、果树、牧草的产量,甜瓜、梨、樱桃等甚至可增产 2 倍以上;蜜蜂授粉还可提高作物质量,使果实增大、畸形果率降低、某些营养成分增加,使油料作物出油率提高,促进果实和种子的发育和成熟。例如, Greenleaf 等研究了野生蜜蜂( Anthophora urbana GressonBomus vosnesenskii ) 对番茄产量的影响,结果表明与人工自交授粉组和对照组相比,蜜蜂的授粉作用可以极显著提高番茄坐果率;与对照组相比,蜜蜂的授粉作用可显著提高番茄果实的体积,效果也优于人工异花授粉。

2.2 蜜粉授粉可减少农药和生长激素类物质的使用

众多研究证明,蜜蜂不仅可用以授粉,还可作为生物防治作物病害的媒介。 Dedej 等经过 3 年的试验,发现通过在蜂箱中配置盛放 Serenade (含枯草杆菌)的配合器,使作为授粉昆虫的蜜蜂携带生物防治剂——枯草杆菌到蓝莓的雌蕊上,在实现授粉的同时还可有效抑制蓝莓病害。相似地, Kapongo 等利用熊蜂为温室作物(番茄和甜椒)授粉时携带传播球抱白僵和粉红螺旋聚抱霉,从而对作物起到生物防治有害昆虫和灰霉菌的作用。在番茄作物的应用结果为:温室粉虱的致死率达 49% ,花和叶的灰霉菌的抑制率分别为 57% 46% ;在甜椒的应用结果为:美国牧草盲蝽的致死率达 73% ,花和叶的灰霉菌的抑制率分别为 59% 47.6 %刚。

3 结语

蜜蜂对生态平衡的维持和生态农业的建设意义重大,因此,其生物学基础研究在多个领域获得了重视和关注,并取得了长足的发展。在生态环境和生物多样性保护领域:生态平衡的核心是植物,而蜜蜂是最理想、最重要的授粉昆虫。研究证明蜜蜂对种子植物物种多样性的形成、珍稀植物的保护、生态平衡的维持、生态系统的恢复以及高原荒漠地区的开发利用具有重要作用。蜜蜂作为重要的生物因子,其作用是不可替代的。在农业领域:蜜蜂所提供的多种营养丰富、保健功能优异的蜂产品,对人类生活质量的改善和生活水平的提高作出了巨大的贡献。更重要的是,蜜蜂的生物授粉可有效调节植物的生殖生长和营养生长,大幅度提高农作物的产量和品质,同时减少化肥和农药的使用,是建设生态农业不可或缺的一部分。

参考文献:略

摘自《蜜蜂杂志》2009第三期

 
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