今年上半年,美國養蜂業遭遇了一場大危機。根據非營利組織Project Apis mellifera對842名養蜂人的狀況調查,今年春天,美國業余養蜂人平均損失了51%的蜂群,副業養蜂場平均損失了54%的蜂群,而商業養蜂人平均損失了超過60%的蜂群。大規模的蜜蜂死亡給美國養蜂業帶來了巨大的經濟損失。
▲上圖:蜜蜂養殖場內進出養蜂箱的蜜蜂(圖源:Bj?rn Appel,CC BY-SA 3.0)
蜜蜂不僅可以給人類提供香甜的蜂蜜,它們在自然界中扮演著更重要的角色——授粉者。全球約75%的作物物種和88%的開花植物物種都依賴于蜜蜂授粉。相較于養殖蜜蜂,野生蜜蜂才是作物授粉的主力軍。從枝頭的蘋果到田間的向日葵,每一顆果實的孕育都離不開蜜蜂辛勤的勞作。可以說,蜜蜂在維系人類農業生產根基、延續生態系統健康中發揮著舉足輕重的作用。
為什么美國蜜蜂會遭遇滅頂之災呢?美國農業部農業研究服務局(USDA-ARS)還在持續調查中。研究人員們對來自加利福尼亞州的114個蜂群采集樣本進行分析,主要的內容包括:篩查已知和未知的蜜蜂疾病,檢查儲存花粉的植物多樣性和農藥含量,評估微生物與蜂群健康間的潛在聯系,而這些均與現代農業生產方式緊密相連。那么,農業集約化會給蜜蜂的生存帶來哪些影響呢?
首先,農業集約化通常會減少蜜蜂的食物和住所。一望無垠的金色麥田雖然為人類孕育了沉甸甸的麥穗,但是它們花期短、花蜜少,會使蜜蜂無法獲取足夠的食物。自然生態系統中多樣的野花群落,反而能為蜜蜂提供持續的花蜜與花粉供給。野生蜜蜂中有70%是獨居蜂(例如地蜂、切葉蜂),它們在自然土坡、枯木或植被縫隙筑巢。但是集約化農業經常通過翻耕、除草等操作,破壞地表結構,使蜜蜂流離失所。
其次,農業集約化可能增加野生蜜蜂接觸農藥的幾率。為了追求高產,集約化農田往往會大量使用殺蟲劑,而其中兩類農藥對蜜蜂尤為致命——新煙堿類和擬除蟲菊酯類。
新煙堿類殺蟲劑自20世紀90年代中期問世后,迅速在美國農業中廣泛使用。它們被用于種子處理、土壤澆灌或葉面噴灑,從1995到2015年,美國新煙堿類農藥使用量增長了近10倍,同期其他傳統殺蟲劑的使用量下降。但這類農藥會損害蜜蜂的神經系統,對其造成慢性不良影響,例如破壞蜜蜂的導航能力,使蜜蜂會迷失方向,以及抑制蜜蜂的免疫系統,使蜜蜂更容易感染病毒等。
擬除蟲菊酯類殺蟲劑被廣泛使用于水稻、油菜、蘋果等農作物上。2014年,擬除蟲菊酯類殺蟲劑銷售占全球農藥市場份額的17.0%。這種農藥會干擾蜜蜂的神經系統,它們通過與神經細胞表面的電壓門控鈉通道結合,使其無法正常關閉,導致神經信號傳導持續激活。這會引發蜜蜂肢體抽搐、震顫、麻痹,最終因神經衰竭或呼吸功能喪失而死亡。由于其慢性和亞致死效應,歐盟于2018年已經禁止使用新煙堿類殺蟲劑。
最后,經營大面積作物種植的農戶,常通過引入大量養殖蜜蜂(如意大利蜜蜂)為作物授粉。然而多項研究證實,這種人工干預可能對野生蜜蜂構成威脅。一方面,養殖蜂群與野生蜜蜂激烈爭奪有限的花卉資源,導致后者食物獲取量下降;另一方面,養殖蜜蜂可能成為病原體的攜帶者,通過接觸傳播蜜蜂孢子蟲、病毒等疾病,進一步削弱野生蜂群的健康水平。這種人為引入的授粉模式,雖然能夠提升作物產量,但也會不經意地打破野生蜜蜂的生存平衡。
在農業集約化程度不斷加深的今天,農藥污染已經成為野生蜜蜂生存的重大威脅。在生態學領域,野生蜜蜂的“占用率”(occupancy)是一個關鍵概念,它描述的是某一蜜蜂物種在特定地理區域(如縣域、棲息地斑塊或生態區)內出現的概率。這一指標聚焦于物種“是否存在”的空間分布特征,而非個體的數量,是評估蜜蜂生存范圍變化的核心依據。
值得深思的是,當某一區域廣泛且高頻地施用農藥時,野生蜜蜂的生存空間會發生怎樣的巨變?農藥的毒性是否會導致它們的出現頻率急劇下降?“海洋與濕地”(OceanWetlands)小編注意到,發表在《可持續自然》(Nature Sustainability)上的一篇研究《殺蟲劑使用對美國野生蜜蜂分布的影響》(Impact of pesticide use on wild bee distributions across the United States)揭示了新煙堿類和擬除蟲菊酯類這兩類農藥的使用量上升與野生蜜蜂的出現概率下降顯著相關。
研究人員整合了美國本土的博物館標本記錄、生態調查數據及社區科學觀測結果,構建了涵蓋1081種蜜蜂的數據集,其中包含178,589條獨特觀察記錄,占美國現有記錄蜜蜂物種的33%。通過將這些數據與土地利用信息相結合,研究人員對1995至2015年間的物種占用率動態進行了建模分析,系統地揭示了野生蜜蜂的空間分布與環境變量間的關聯機制。
研究表明,農藥使用尤其是新煙堿類和擬除蟲菊酯類殺蟲劑的廣泛應用,是野生蜜蜂占用率下降的核心因素。數據顯示,當農藥使用強度從最低水平升至最高時,蜜蜂科物種在特定區域出現的概率顯著下降了43.3%,地蜂科、集蜂科與毛腳蜂科的降幅分別達到28.9%和23%。可見,這兩類殺蟲劑在侵蝕野生蜜蜂的生存空間。
通過橫向對比不同蜜蜂類群的下降幅度可見,其對農藥的敏感性存在顯著差異。以熊蜂屬為例,它們對新煙堿類農藥尤其敏感,占用率降幅比整體高出20%以上,這是因為熊蜂具有獨特的生活習性。它們是社會性昆蟲,蜂群規模較大,對花粉的需求量高,并且傾向于在單一作物花期集中采集。例如,在藍莓園等單一作物花期,它們會高頻地訪問同一區域的花朵,導致大量攝入農藥,使得毒素在蜂群內快速累積。
但是,切葉蜂科的部分物種(如苜蓿切葉蜂)受農藥影響卻極為微小,其占用率僅下降0.4%。這同樣得益于它們獨特的生存方式。切葉蜂不依賴土壤筑巢,而是用葉片卷成管狀巢室,這減少了它們與土壤中殘留農藥的接觸概率。并且,不同于熊峰,切葉蜂過著自由的獨居生活,喜愛采集不同種類的野花花粉,降低了其在單一農田受毒素侵害的概率。
即便是在同一科內,不同屬的蜜蜂也表現出占有率差異。地蜂屬(Andrena)多在農田邊緣的裸露土壤中筑巢,導致它們更容易接觸到隨雨水滲入土壤的農藥,其占用率下降顯著;而隧蜂屬(Halictus)中部分物種有寄生于其他蜂類巢穴的習性,它們可能通過避免直接采集作物花粉而減少毒素攝入。研究數據甚至顯示,隧蜂屬出現了占用率輕微上升的異常現象。
細微的生態習性差異都可能影響蜜蜂們的生存,除了農藥以外,農業系統中其他因素對野生蜜蜂的影響呈現出復雜的影響。研究發現,在動物授粉農業比例較高的區域,野生蜜蜂的占用率在排除氣候因素干擾后呈現上升趨勢。作者認為,這可能得益于這些特定的作物能提供豐富的花卉資源,吸引更多蜜蜂前來覓食。
然而,這種正向反饋只體現在特定蜜蜂種群上——地蜂科和切葉蜂科表現明顯,而蜜蜂科和熊蜂屬無明顯響應。例如,蘋果花期綻放的密集花蜜、向日葵田一望無際的大面積花盤,都能為地蜂科和切葉蜂科提供充足的食物資源。
此外,動物授粉農業對野生蜜蜂占用率的正向效應并非絕對,只有當作物類型與生態條件相匹配時,這種正向效應才會顯著發生。如果研究將動物授粉農業的定義擴大,納入那些雖能吸引蜜蜂但本身無需昆蟲授粉的作物,原本顯著的正向效應迅速減弱甚至消失。
也就是說,某些看似能吸引蜜蜂的作物未必能真正支持蜂群長期生存。例如,玉米雄花產生的花粉雖然能吸引蜜蜂采集,但這類風媒作物的花粉往往蛋白質含量低、營養不均衡,無法滿足蜜蜂幼蟲發育的需求;某些觀賞性花卉雖能短期吸引蜜蜂,卻可能因花期短暫或缺乏持續花蜜,無法為蜂群提供長期食物保障。
事實上,只有當農業景觀中包含多樣化的開花植物組合時,才能顯著提升野生蜜蜂的生存概率。不同植物的花粉和花蜜含有不同的營養成分,可確保蜜蜂攝入均衡營養;此外,多種植物錯峰開花,四季供應不竭的蜜源,可以有效地避免蜜蜂面臨季節性食物短缺。這種多樣化的植物配置,才是維持野生蜜蜂種群穩定的關鍵。
為了緩解野生蜜蜂危機,作者建議推廣綜合害蟲管理(IPPM)。這一策略強調減少化學農藥依賴,通過生態手段實現害蟲控制,例如在農田邊緣種植樹籬等多樣化植被,為害蟲的天敵提供棲息地,從而增強自然控害能力。
同時,應當優先保護對農藥敏感的關鍵傳粉類群,比如熊蜂屬和地蜂屬。通過在作物行間種植花期連續、類型多樣的蜜源植物,人們可以優化農業景觀中的花卉資源配置,為蜜蜂提供持續的食物來源和筑巢場所。采用生態手段而非化學手段干預,既能降低農藥對蜜蜂的直接毒害,又能通過改善棲息地質量提升其生存概率,是同時實現農業發展和生態保護的有效步驟。
(注:本文僅代表資訊,供讀者參考,不代表平臺觀點。)
編譯 | 王純瑤
指導老師 | Linda Wong
排版 | CY
參考資料略
來源: 海洋與濕地