今年上半年,美国养蜂业遭遇了一场大危机。根据非营利组织Project Apis mellifera对842名养蜂人的状况调查,今年春天,美国业余养蜂人平均损失了51%的蜂群,副业养蜂场平均损失了54%的蜂群,而商业养蜂人平均损失了超过60%的蜂群。大规模的蜜蜂死亡给美国养蜂业带来了巨大的经济损失。
▲上图:蜜蜂养殖场内进出养蜂箱的蜜蜂(图源:Björn Appel,CC BY-SA 3.0)
蜜蜂不仅可以给人类提供香甜的蜂蜜,它们在自然界中扮演着更重要的角色——授粉者。全球约75%的作物物种和88%的开花植物物种都依赖于蜜蜂授粉。相较于养殖蜜蜂,野生蜜蜂才是作物授粉的主力军。从枝头的苹果到田间的向日葵,每一颗果实的孕育都离不开蜜蜂辛勤的劳作。可以说,蜜蜂在维系人类农业生产根基、延续生态系统健康中发挥着举足轻重的作用。
为什么美国蜜蜂会遭遇灭顶之灾呢?美国农业部农业研究服务局(USDA-ARS)还在持续调查中。研究人员们对来自加利福尼亚州的114个蜂群采集样本进行分析,主要的内容包括:筛查已知和未知的蜜蜂疾病,检查储存花粉的植物多样性和农药含量,评估微生物与蜂群健康间的潜在联系,而这些均与现代农业生产方式紧密相连。那么,农业集约化会给蜜蜂的生存带来哪些影响呢?
首先,农业集约化通常会减少蜜蜂的食物和住所。一望无垠的金色麦田虽然为人类孕育了沉甸甸的麦穗,但是它们花期短、花蜜少,会使蜜蜂无法获取足够的食物。自然生态系统中多样的野花群落,反而能为蜜蜂提供持续的花蜜与花粉供给。野生蜜蜂中有70%是独居蜂(例如地蜂、切叶蜂),它们在自然土坡、枯木或植被缝隙筑巢。但是集约化农业经常通过翻耕、除草等操作,破坏地表结构,使蜜蜂流离失所。
其次,农业集约化可能增加野生蜜蜂接触农药的几率。为了追求高产,集约化农田往往会大量使用杀虫剂,而其中两类农药对蜜蜂尤为致命——新烟碱类和拟除虫菊酯类。
新烟碱类杀虫剂自20世纪90年代中期问世后,迅速在美国农业中广泛使用。它们被用于种子处理、土壤浇灌或叶面喷洒,从1995到2015年,美国新烟碱类农药使用量增长了近10倍,同期其他传统杀虫剂的使用量下降。但这类农药会损害蜜蜂的神经系统,对其造成慢性不良影响,例如破坏蜜蜂的导航能力,使蜜蜂会迷失方向,以及抑制蜜蜂的免疫系统,使蜜蜂更容易感染病毒等。
拟除虫菊酯类杀虫剂被广泛使用于水稻、油菜、苹果等农作物上。2014年,拟除虫菊酯类杀虫剂销售占全球农药市场份额的17.0%。这种农药会干扰蜜蜂的神经系统,它们通过与神经细胞表面的电压门控钠通道结合,使其无法正常关闭,导致神经信号传导持续激活。这会引发蜜蜂肢体抽搐、震颤、麻痹,最终因神经衰竭或呼吸功能丧失而死亡。由于其慢性和亚致死效应,欧盟于2018年已经禁止使用新烟碱类杀虫剂。
最后,经营大面积作物种植的农户,常通过引入大量养殖蜜蜂(如意大利蜜蜂)为作物授粉。然而多项研究证实,这种人工干预可能对野生蜜蜂构成威胁。一方面,养殖蜂群与野生蜜蜂激烈争夺有限的花卉资源,导致后者食物获取量下降;另一方面,养殖蜜蜂可能成为病原体的携带者,通过接触传播蜜蜂孢子虫、病毒等疾病,进一步削弱野生蜂群的健康水平。这种人为引入的授粉模式,虽然能够提升作物产量,但也会不经意地打破野生蜜蜂的生存平衡。
在农业集约化程度不断加深的今天,农药污染已经成为野生蜜蜂生存的重大威胁。在生态学领域,野生蜜蜂的“占用率”(occupancy)是一个关键概念,它描述的是某一蜜蜂物种在特定地理区域(如县域、栖息地斑块或生态区)内出现的概率。这一指标聚焦于物种“是否存在”的空间分布特征,而非个体的数量,是评估蜜蜂生存范围变化的核心依据。
值得深思的是,当某一区域广泛且高频地施用农药时,野生蜜蜂的生存空间会发生怎样的巨变?农药的毒性是否会导致它们的出现频率急剧下降?“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,发表在《可持续自然》(Nature Sustainability)上的一篇研究《杀虫剂使用对美国野生蜜蜂分布的影响》(Impact of pesticide use on wild bee distributions across the United States)揭示了新烟碱类和拟除虫菊酯类这两类农药的使用量上升与野生蜜蜂的出现概率下降显著相关。
研究人员整合了美国本土的博物馆标本记录、生态调查数据及社区科学观测结果,构建了涵盖1081种蜜蜂的数据集,其中包含178,589条独特观察记录,占美国现有记录蜜蜂物种的33%。通过将这些数据与土地利用信息相结合,研究人员对1995至2015年间的物种占用率动态进行了建模分析,系统地揭示了野生蜜蜂的空间分布与环境变量间的关联机制。
研究表明,农药使用尤其是新烟碱类和拟除虫菊酯类杀虫剂的广泛应用,是野生蜜蜂占用率下降的核心因素。数据显示,当农药使用强度从最低水平升至最高时,蜜蜂科物种在特定区域出现的概率显著下降了43.3%,地蜂科、集蜂科与毛脚蜂科的降幅分别达到28.9%和23%。可见,这两类杀虫剂在侵蚀野生蜜蜂的生存空间。
通过横向对比不同蜜蜂类群的下降幅度可见,其对农药的敏感性存在显著差异。以熊蜂属为例,它们对新烟碱类农药尤其敏感,占用率降幅比整体高出20%以上,这是因为熊蜂具有独特的生活习性。它们是社会性昆虫,蜂群规模较大,对花粉的需求量高,并且倾向于在单一作物花期集中采集。例如,在蓝莓园等单一作物花期,它们会高频地访问同一区域的花朵,导致大量摄入农药,使得毒素在蜂群内快速累积。
但是,切叶蜂科的部分物种(如苜蓿切叶蜂)受农药影响却极为微小,其占用率仅下降0.4%。这同样得益于它们独特的生存方式。切叶蜂不依赖土壤筑巢,而是用叶片卷成管状巢室,这减少了它们与土壤中残留农药的接触概率。并且,不同于熊峰,切叶蜂过着自由的独居生活,喜爱采集不同种类的野花花粉,降低了其在单一农田受毒素侵害的概率。
即便是在同一科内,不同属的蜜蜂也表现出占有率差异。地蜂属(Andrena)多在农田边缘的裸露土壤中筑巢,导致它们更容易接触到随雨水渗入土壤的农药,其占用率下降显著;而隧蜂属(Halictus)中部分物种有寄生于其他蜂类巢穴的习性,它们可能通过避免直接采集作物花粉而减少毒素摄入。研究数据甚至显示,隧蜂属出现了占用率轻微上升的异常现象。
细微的生态习性差异都可能影响蜜蜂们的生存,除了农药以外,农业系统中其他因素对野生蜜蜂的影响呈现出复杂的影响。研究发现,在动物授粉农业比例较高的区域,野生蜜蜂的占用率在排除气候因素干扰后呈现上升趋势。作者认为,这可能得益于这些特定的作物能提供丰富的花卉资源,吸引更多蜜蜂前来觅食。
然而,这种正向反馈只体现在特定蜜蜂种群上——地蜂科和切叶蜂科表现明显,而蜜蜂科和熊蜂属无明显响应。例如,苹果花期绽放的密集花蜜、向日葵田一望无际的大面积花盘,都能为地蜂科和切叶蜂科提供充足的食物资源。
此外,动物授粉农业对野生蜜蜂占用率的正向效应并非绝对,只有当作物类型与生态条件相匹配时,这种正向效应才会显著发生。如果研究将动物授粉农业的定义扩大,纳入那些虽能吸引蜜蜂但本身无需昆虫授粉的作物,原本显著的正向效应迅速减弱甚至消失。
也就是说,某些看似能吸引蜜蜂的作物未必能真正支持蜂群长期生存。例如,玉米雄花产生的花粉虽然能吸引蜜蜂采集,但这类风媒作物的花粉往往蛋白质含量低、营养不均衡,无法满足蜜蜂幼虫发育的需求;某些观赏性花卉虽能短期吸引蜜蜂,却可能因花期短暂或缺乏持续花蜜,无法为蜂群提供长期食物保障。
事实上,只有当农业景观中包含多样化的开花植物组合时,才能显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营养成分,可确保蜜蜂摄入均衡营养;此外,多种植物错峰开花,四季供应不竭的蜜源,可以有效地避免蜜蜂面临季节性食物短缺。这种多样化的植物配置,才是维持野生蜜蜂种群稳定的关键。
为了缓解野生蜜蜂危机,作者建议推广综合害虫管理(IPPM)。这一策略强调减少化学农药依赖,通过生态手段实现害虫控制,例如在农田边缘种植树篱等多样化植被,为害虫的天敌提供栖息地,从而增强自然控害能力。
同时,应当优先保护对农药敏感的关键传粉类群,比如熊蜂属和地蜂属。通过在作物行间种植花期连续、类型多样的蜜源植物,人们可以优化农业景观中的花卉资源配置,为蜜蜂提供持续的食物来源和筑巢场所。采用生态手段而非化学手段干预,既能降低农药对蜜蜂的直接毒害,又能通过改善栖息地质量提升其生存概率,是同时实现农业发展和生态保护的有效步骤。
(注:本文仅代表资讯,供读者参考,不代表平台观点。)
编译 | 王纯瑶
指导老师 | Linda Wong
排版 | CY
参考资料略
来源: 海洋与湿地