世界上的農(nóng)作物里，有85%依賴于昆蟲傳粉，比如水果、蔬菜、堅果以及油料作物等。美國加州大杏仁更是完全依靠昆蟲傳粉來保證生產(chǎn)；我國的油菜如果沒有昆蟲傳粉，有可能減產(chǎn)1/4。
植物和農(nóng)作物的繁衍生息，離不開傳粉昆蟲，它們是自然界“生”的動力。然而，我們正在失去這些“傳粉工”，在這個群體里，熊蜂的種群數(shù)量更是持續(xù)下降，歐洲和北美等地區(qū)的情況正變得越來越糟。
那么，包括熊蜂在內(nèi)的傳粉昆蟲數(shù)量的下降，會掀起怎樣的波瀾？又是誰威脅了這些“傳粉工”的生命？如何去保護它們？近年來，國內(nèi)外昆蟲科學家一直在探尋答案。
近日，中國農(nóng)業(yè)科學院蜜蜂研究所（以下簡稱蜜蜂所）蜂種質(zhì)資源與育種團隊找到了讓東亞地區(qū)熊蜂多樣性面臨巨大威脅的“罪魁禍首”，并提出不同熊蜂類群的保護策略，為傳粉昆蟲保護政策的制定奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《農(nóng)業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境》上。
維持生態(tài)平衡，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
世界上的農(nóng)作物里，有85%依賴于昆蟲傳粉，比如水果、蔬菜、堅果以及油料作物等。美國加州大杏仁完全依靠昆蟲傳粉來保證生產(chǎn)；我國的油菜如果沒有昆蟲傳粉，有可能減產(chǎn)1/4。
熊蜂，隸屬于膜翅目蜜蜂科熊蜂屬，由15個亞屬組成，是傳粉昆蟲的一類代表，是眾多野生植物和農(nóng)作物的重要傳粉者，在生態(tài)鏈中有著舉足輕重的作用。“其主要貢獻就是保持植物多樣性，保障植物正常繁衍，維系生態(tài)系統(tǒng)平衡，以及保證農(nóng)作物產(chǎn)量，維護人類食物的安全。”蜜蜂所蜂種質(zhì)資源與育種團隊首席科學家安建東在接受《中國科學報》采訪時表示。
隨著設施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，全球范圍內(nèi)掀起了設施果菜應用熊蜂傳粉的熱潮。實際上，熊蜂不僅是設施作物的重要傳粉昆蟲，更是眾多野生植物特別是高山植物、高原植物以及一些瀕危植物的重要傳粉者，例如華北山區(qū)77種熊蜂傳粉的植物涉及49科339種；而云南南瓜農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中蜜蜂和熊蜂是最主要的傳粉昆蟲。
不過，近幾十年來，全球多個地區(qū)出現(xiàn)熊蜂多樣性下降或一些物種面臨瀕危甚至滅絕的報道。歐洲和北美等地區(qū)的熊蜂生物多樣性下降十分嚴重，在北美地區(qū)，熊蜂種群數(shù)量甚至已經(jīng)下降90%多，4種熊蜂正瀕臨滅絕，這給我國熊蜂資源保護敲響了警鐘。
蜂種質(zhì)資源與育種團隊把目光聚焦到了東亞地區(qū)，因為這里是全球熊蜂資源最豐富的地區(qū)，而全球已知熊蜂約250種，我國就占了一半，是全球熊蜂物種資源最豐富的國家，開展資源保護研究迫在眉睫。
但是，東亞地區(qū)熊蜂本底資源調(diào)查完成較晚，熊蜂多樣性面臨的威脅有待進一步評價。相比于歐洲，我國對熊蜂的研究比較滯后的，我國熊蜂物種整體資源及其分布特征不清， 很多物種鑒定困難，一些熊蜂物種甚至出現(xiàn)幾易其名的情況，給相關(guān)研究和利用帶來了諸多困惑。
為打破這樣的窘境，蜜蜂所近20年來開展了中國熊蜂資源本底調(diào)查，并積極探索特殊種群人工馴養(yǎng)和傳粉利用的可行性。
找出“罪魁禍首”
蜂種質(zhì)資源與育種團隊以東亞地區(qū)特有的29種熊蜂為材料，利用物種分布模型分析，發(fā)現(xiàn)到2050或2070年，東亞地區(qū)59%～93%的熊蜂物種分布范圍將明顯縮小；中國中部熊蜂物種數(shù)量下降24%，東北亞地區(qū)下降10%；3%、10%～17%、7%～28%的熊蜂物種將分別變?yōu)闃O危種、瀕危種和易危種。
那么，是什么威脅了熊蜂等傳粉昆蟲的生存？科學家在不斷探索中逐漸尋到了“兇手”的蛛絲馬跡。
生境質(zhì)量直接影響傳粉昆蟲的種群數(shù)量。安建東表示，近100年來，隨著科技高速發(fā)展、人口急劇膨脹、城市化大規(guī)模推進，人類活動給自然環(huán)境帶來諸多改變，很多原始植被破壞嚴重，這會導致野生傳粉昆蟲棲息地的喪失，熊蜂的生境呈現(xiàn)碎片化，嚴重降低了熊蜂的多樣性水平。
眾所周知，全球氣候變化也是一個關(guān)鍵因素，已經(jīng)對許多物種造成威脅。“大部分的昆蟲能夠生存至今，需要一個長期的進化和適應過程，如果出現(xiàn)大范圍的氣候變化，會導致大區(qū)域傳粉昆蟲資源下降。”中國科學院動物研究所研究員、中國昆蟲學會傳粉昆蟲專業(yè)委員會主任朱朝東在接受《中國科學報》采訪時介紹。
此外，“農(nóng)藥的大量使用，也對傳粉昆蟲產(chǎn)生巨大影響”。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務中心推廣研究員趙中華在接受《中國科學報》采訪時說，20世紀以來，農(nóng)藥在農(nóng)林牧業(yè)有害生物防治和作物增產(chǎn)方面的確發(fā)揮了重要作用， 但同時農(nóng)藥的不合理應用也給生態(tài)環(huán)境造成了巨大危害。
這一點已經(jīng)成為業(yè)界共識，其中，殺蟲劑和除草劑是引起熊蜂等傳粉昆蟲多樣性下降的重要因素之一。絕大部分野生蜜蜂都是地下筑巢，殺蟲劑可直接致其死亡，而除草劑會毀掉它們的野花食物資源，使它們喪失棲息生境，因而無處安家。
目前，歐盟已證明新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的不利影響，并禁用了吡蟲啉等農(nóng)藥，以保護傳粉昆蟲，特別是蜜蜂的安全。
蜂種質(zhì)資源與育種團隊還發(fā)現(xiàn)，外來物種的應用也給我國本土熊蜂物種生態(tài)安全帶來巨大風險和壓力，研究結(jié)果日前發(fā)表在《科學報告》上。
歐洲地熊蜂是全球范圍內(nèi)商業(yè)化應用最廣的傳粉蜂種，但是由于歐洲地熊蜂群勢強大、食譜廣泛、適應力極強，“一旦逃出溫室在自然界建立野生種群，會與當?shù)胤浞N爭奪食物資源和營巢場所，甚至還會傳播病蟲害”。安建東指出，其目前已在新西蘭、澳大利亞、日本、智利、阿根廷等國家造成了生物入侵，影響當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)平衡。
為了探究歐洲地熊蜂入侵中國的風險，蜂種質(zhì)資源與育種團隊根據(jù)歐洲地熊蜂在東亞及其周邊地區(qū)的分布數(shù)據(jù)，以及中國24種代表性熊蜂的分布及生物氣候?qū)W數(shù)據(jù)，利用MaxEnt等5種分布預測模型，分析了歐洲地熊蜂在東亞地區(qū)可能的棲息地，以及對中國不同生態(tài)區(qū)熊蜂的生境重疊風險。
結(jié)果顯示，歐洲地熊蜂在我國的適生區(qū)面積最大。除了新疆西北部的自然分布區(qū)外，我國中部秦嶺至東南部地區(qū)和東北部長白山地區(qū)也適合此種蜂的分布。在我國北方、南方和青藏高原三大生態(tài)區(qū)中，歐洲地熊蜂對南方熊蜂種群的威脅最大，北方種群次之，青藏高原種群最小。
保護本土資源 制定應對策略
當前，多國政府開始高度重視對傳粉昆蟲的保護。近幾年來，英國、美國、法國等國家先后頒布保護傳粉昆蟲的國家戰(zhàn)略規(guī)劃，保護其提供必不可少的傳粉服務。
有了國外的前車之鑒，為了保護本土熊蜂，維持當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)平衡，業(yè)內(nèi)專家指出，我國應未雨綢繆，防患于未然，盡早制定傳粉昆蟲資源保護政策。
安建東建議，應主動管理、保護和建立熊蜂等傳粉昆蟲喜歡的棲息環(huán)境，為它們提供良好的營巢場所。另外，根據(jù)熊蜂在我國的分布特征，還應有針對性地建立一些自然保護區(qū)，例如在全球熊蜂物種資源最豐富的青藏高原東部邊緣—西秦嶺山地建立熊蜂多樣性核心保護區(qū)， 以保護我國十分豐富的熊蜂物種資源等。
積極探索環(huán)境友好型的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式是未來的發(fā)展趨勢。趙中華表示，要盡可能減少農(nóng)藥的使用，加大綠色防控技術(shù)研發(fā)，替代化學農(nóng)藥，以保護傳粉昆蟲資源及其多樣性，維持整個生態(tài)系統(tǒng)的平衡穩(wěn)定。
當然，嚴防外來物種入侵也是當務之急。安建東指出，我國應該制定嚴格的外來物種引進及管理政策，歐洲地熊蜂在我國適生區(qū)不宜引進，并且在溫室內(nèi)使用要做好隔離，嚴防逃出溫室在野外建立種群，避免造成生物入侵。同時應該加大本土熊蜂資源保護與利用研究的力度，服務我國生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。
從2006年開始，朱朝東就一直在全國推動傳粉昆蟲的研究。他表示，要保護我國熊蜂資源，必須重視對熊蜂等傳粉昆蟲本底的研究，尤其是傳統(tǒng)分類的研究還非常薄弱，觀察和監(jiān)測能力比較缺乏。應從本底的角度，加強傳粉昆蟲分類學隊伍建設，用生態(tài)學手段來量化分析傳粉昆蟲的動態(tài)變化，建立一支面向傳粉昆蟲的基礎(chǔ)科研、評價和保護的生力軍。
相關(guān)論文信息：
DOI：10.1016/j.agee.2019.03.002
DOI:10.1038/s41598-018-29414-6
