蜜蜂与生态建设的关系探讨 !

我国是养蜂大国,蜜蜂的养殖数量及蜂产品的产量均居世界首位。据统计,截止2016年底,我国蜜蜂养殖数量达1050万群,约占世界养殖数量的1/8。甘肃省蜜蜂养殖数量为62万群,其中中蜂42万群,意蜂20万群。蜜蜂不仅为人类提供营养丰富的蜂产品,而且在维护生态系统平衡中具有重要作用,如果蜜蜂的数量减少,会引起生态的严重恶化。

在生物进化中,蜜蜂与被子植物形成了相互作用的协同关系,蜜蜂为被子植物传粉促进其生殖繁衍,被子植物则为蜜蜂提供能量、蛋白质等食物来源。全世界大约有80%的显花植物需要昆虫授粉才能够正常生长繁殖,而其中又有85%的植物是依靠蜜蜂授粉,据统计,需要蜜蜂授粉的显花植物约有17万种。蜜蜂授粉能实现植物遗传物质的转移,并增加植物种子的数量和活力,有利于植物的繁衍生息,从而保持植物的多样性,维护生态平衡。

1蜜蜂在自然生态系统中的地位

生态系统(简称ECO),是指生物群落及其地理环境相互影响、相互制约,由无机环境、生产者(绿色植物和光合细菌)、消费者和分解者(腐生微生物)四个部分组成。无机环境是生态系统的非生物组成部分,包含水、光、空气、有机质、无机盐、岩石等。植物能通过光合作用将无机环境中的无机物转化为有机物,将光能转化为生物能,在能量循环和物质循环上是生态系统的生产者;被子植物经过复杂的生理过程形成花粉和蜜露,并引诱蜜蜂去采集。

一方面,工蜂将采集到的花粉和蜜露酿成蜂粮和蜂蜜,并且分泌蜂王浆,成为第二生产者;另一方面,蜜蜂也通过食用花粉和蜂蜜,成为第一消费者。在大自然的生态系统中,有许多的动物,如胡蜂、鸟、蟾蜍等都是蜜蜂的天敌,蜜蜂为其食物之一;蜂螨等一些寄生虫靠吸取蜜蜂的营养液生存,人类也取食蜂蜜和蜜蜂幼虫,这些成为第二消费者。

在蜜蜂群内,工蜂酿制的蜂粮、蜂蜜及分泌的蜂王浆是雄蜂、蜂王及其幼虫的食物,蜂群内的蜂王和雄蜂也是第二消费者。蜜蜂及其他消费者死亡后被微生物分解,最后进入土壤,完成生态循环。蜜蜂在整个生态系统中,既是生产者,又是消费者,尤其与蜜源植物的相互依存关系,决定蜜蜂在生态系统中具有重要地位。

2蜜蜂与植物的协同进化

2.1植物对蜜蜂的适应性进化

据科学研究,蜜蜂与被子植物属于协同进化的关系。早在白垩纪时期,蜜蜂主要是以裸子植物及其花粉为食物,随着植物由不显花向显花的进化,逐渐出现了被子植物,蜜蜂在采蜜的过程中,身上的花粉随蜜蜂的飞行而转移,实现了初期被子植物的传花授粉。由于异花授粉的作用,使得经过授粉的植物更加健康,在竞争中生存下来。生存下来的植物为了吸引更多的昆虫为其异花授粉,植物的蜜腺开始不断发育,并越来越发达,泌蜜量也逐渐增加,蜜汁也相应变得更加甘甜;随之花蜜的香味也开始增强。

为了适应蜜蜂在其花朵上的采集,植物的花朵也逐渐变大;为了蜜蜂便于找寻其花朵,植物的花的颜色变得更加鲜艳;蜜蜂在采集植物花粉与花蜜的过程中,也使被子植物不断繁衍旺盛,从而实现其物种的延续和发展。被子植物之所以有如此丰富的种类,并有着广泛的适应性,主要是因为经过蜜蜂授粉,其结构不断地复杂化和完善化,特别是被子植物繁殖器官的结构及生殖过程的特点,为适应、抵御各种外界不利环境提供了条件,使其在自然选择的生存竞争过程中,不断产生新的变异和新的物种,逐渐进化演变形成了如今的多彩世界。

2.2蜜蜂对植物的适应性进化

根据现代科学对古生物化石资料的分析发现,蜜蜂最早起源于白垩纪时期,距今大约1.45亿年,远古蜜蜂逐渐改变了采食习性,由胡蜂捕猎其他节肢动物幼虫的肉食性习性变成采集植物花粉和花蜜的素食动物。为了更方便地采集花蜜和花粉,蜜蜂的身体构造开始发生相应性变化:蜜蜂的全身密生绒毛并发生分叉,以便黏附更多的花粉;蜜蜂的三对足进化有花粉栉、花粉刷、花粉耙和花粉筐等,用以收集其身体绒毛上的花粉,并集中放置在花粉筐内形成花粉团后带回蜂巢;蜜蜂的嘴变成咀嚼式,且更加发达,以便于采食花粉并撕开花瓣采集蜜汁;长舌(中唇舌)变得更长,便于采集深冠管花朵的花蜜。蜜蜂在演化的过程中,与植物不断地协调进化,逐渐代替了其他传粉昆虫,蜜蜂与植物的相互依存关系也进一步发展协调。

3蜜蜂在生态系统中的作用

传统观念认为,蜜蜂的主要作用是生产蜂产品,但蜜蜂最大的作用是为植物传粉,从而保持植物的多样性,维持生态的平衡。法国的《科学与生活》杂志曾报道:由于蜜蜂的减少,诱发了生态剧变。

2004年,美国在发现蜜蜂基因序列的评论中提到:如果没有蜜蜂,整个生态系统将会崩溃;2006年,美国出现史无前例的因蜂群衰竭失调(CCD)引起的蜂群丢失现象后,美国国会经听证后,拨巨资对蜜蜂进行研究和保护。大量的事实表明,蜜蜂在自然生态系统中的作用是不容忽视的,蜜蜂减少会引发生态剧变,也会严重威胁到人类的生存。

3.1蜜蜂授粉在保持生物多样性中的作用

生物多样性是指,在一定时间和一定地区,多种活的有机体(动物、植物、微生物)通过有规律地结合构成稳定的生态综合体。在某一特定的时间内,蜜蜂采集植物具有明显的专一性,每次出巢只采集一种植物的花朵,这主要是由于蜜蜂的学习和记忆能力所致;蜜蜂每天会采集无数朵花,为同种植物的不同植株传播花粉,花粉的传播会引起等位基因之间的多种遗传组合,进而产生更多的遗传多样性。

蜜蜂的采集半径一般是在3~5km,相距一定遗传距离的植株之间进行花粉传播,可在其子一代产生明显的杂交优势,提高植物后代的抗病力和生产力,使其后代能吸收转化更多的营养物质,果实更大,种子更饱满,提高对环境的适应性,促进植物的繁衍发展,保持物种多样性。

3.2蜜蜂授粉是农业生态系统的重要保护措施

随着我国农业的产业化、规模化发展,我国授粉昆虫的数量减少,导致一些区域授粉昆虫数量不足。在农业生产中,高浓度、高毒性以及大剂量杀虫剂的使用导致授粉昆虫数量急剧减少,虫媒花作物授粉昆虫严重短缺;尤其是发展迅速的设施农业中,对化学药物、生长素滥用成风,致使农产品及其生产环境药物残留严重,特别是对农业生态环境造成了严重的破坏。通过蜜蜂授粉则可减少甚至避免化肥、农药、杀虫剂及生长激素类物质的使用,减少有害物质对农业生态系统的破坏,从而改善农业生态环境,对农业生态系统产生保护作用。

3.3蜜蜂授粉使农作物增产增效

现代科学研究表明,养蜂不但能获得蜂产品,更为重要是可以为植物授粉,使其增产,还能为人类提供安全、优质、充足的食物,维持生态平衡。蜜蜂被形象地称为“空中农业”“绿色农业”“生态农业”和“农业之翼”。蜜蜂授粉后作物产量增加、品质改善的原因就是蜜蜂在最恰当的时间将活性最强的雄蕊花粉带到了活性最强的雌蕊柱头上,从而达到了授粉的最佳效果。

经蜜蜂授粉可以提高牧草及种子蛋白质含量,提高种子发芽率,提高或改善粮食作物的糖类、淀粉、蛋白质等的含量,增加油料类作物的含油量,改善瓜果类作物的匀称性、果型大小并提高维生素、微量元素的含量。蜜蜂授粉可以有效地协调农作物的生殖生长和营养生长,在提高作物质量和产量上,尤其是在有机食品和绿色食品的开发生产中具有不可替代的作用。

据美国农业部报道,通过蜜蜂授粉产生的增产效益是蜂产品效益的143倍,而蜜蜂授粉所带来的农业生态效益则是无可估量的。国家蜂产业体系经过调查研究表明,蜜蜂授粉可使农作物产量增加,果实品质更好,减少产品的污染。蜜蜂授粉可使果树增产15%~40%,油料作物增产20%~180%,蔬菜增产15%~43%,瓜果增产10%~60%,水稻增产5%~7%,棉花增产30%~38%,荞麦增产13%~25%,豆科植物产量提高15%~48%,特别是有些牧草产量可以提高2~4倍。蜜蜂授粉还可以增加果实中的营养成分。和其他许多增产要素相比,通过蜜蜂授粉还具有成本低廉、经济实惠的特点。

据国家蜂产业技术体系天水综合试验站对甘肃省的14个县140个种植户抽样调查研究分析,种植的西瓜、油菜、油桃、草莓等作物,生产投入占产出比以蜜蜂授粉投入最少,平均为1.1%,西瓜最低,只占0.72%。其他生产要素分别为:农药占3.43%,化肥占8.9%,地膜占3.11%,种子占1.12%,排灌占2.82%。实践研究表明,在农业生产中,不管是改善耕作条件,还是增加肥料,都不能代替蜜蜂授粉的作用。蜜蜂授粉增产技术是不需要扩大耕地面积,不增加生产投资的一项有效措施。

3.4蜜蜂授粉可以减少虫害对植物的危害程度

对于蜜蜂等授粉蜂类来说,在自然界(植物、动物、微生物)中与其关系最为密切的就是植物,二者在进化过程中是相互影响、相互协同进化的关系。蜜蜂不仅保证植物的生长繁衍,还有保护作用。德国的雨尔根·图兹教授经过观察研究指出,蜜蜂的采集活动能对其他类型的昆虫造成干扰。例如,蜜蜂飞行采集时发出的嗡嗡声能使噬花小昆虫停止危害行动,甚至会立即从植物上掉下来。

图兹教授的试验结果表明,有毛毛虫而无蜜蜂的环境下生长的辣椒遭受损害的程度,要比有蜜蜂环境下的辣椒受害程度高出60%~70%。图兹教授认为,在植物的周围放置蜂群能提高农业产值,未来或许不再需要使用农药。我国的陕北、宁夏等地区盛产沙枣,过去种植户每年都要喷洒农药防治蚜虫。随着外地放蜂的蜂农增多,沙枣上的蚜虫数量明显减少。经过分析表明,蜜蜂通过采集蚜虫“制造”的甘露蜜与蚂蚁争食,导致蚂蚁缺食,数量减少,进而依附蚂蚁越冬的蚜虫数量也相应大量减少。

3.5蜜蜂及其产品是生态系统环境监测的指示器

在受到重金属、杀虫剂、农药等污染的自然环境中,有害物质会通过接触蜜粉源植物的花朵和蜜腺,或通过植物的生物富集作用,聚集在植物的花粉和花蜜中,蜜蜂采集了含有有害物质的花粉和花蜜后,会残留在其体内或产生的蜂产品中。

因此,通过检测并分析该环境中蜜蜂及其产品中的各种监测成分的残留状况,便可以间接地判断该区域生态系统的污染状况。蜜蜂分布广泛,如采集半径按3km计算,一群蜜蜂环境监测范围可达到28.3km2,监测区域广泛;蜜蜂生产的花粉和蜂蜜等产品,还可以进行监测;蜜蜂的采集具有专一性,因此可以准确判断污染存在的区域;同时,蜂群移动比较方便,可根据需要移动到待监测的环境。

2015年,农业部将蜜蜂作为唯一评价现阶段农药、化肥等对生态环境影响的活体指标,已经全面开展相关试验研究工作,如果研究发现某种现用农药对蜜蜂的周年繁育有较大影响,国家将逐步禁止该药品在农业中的使用,新研发的农药将以其对蜜蜂安全、低毒、无残留等作为其测试指标。

3.6蜜蜂是生态环境植被的生物修复因子

蜜蜂作为生态环境植被修复因子不仅成本低,而且效果显著,且不会对环境造成二次污染,还能保护生态环境植物的多样性,维持生态平衡;对珍稀植物的保护、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,其生物修复作用是不可替代的,因此,蜜蜂作为植被的生物修复因子具有广阔的运用前景。

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