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油茶野生传粉蜜蜂相关研究进展 精选

已有 2129 次阅读 2017-5-7 11:34 |系统分类:科研笔记|关键词:油茶;野生传粉蜜蜂;座果率;巢穴生物学;蜜蜂保护;昆虫多样性

油茶野生传粉蜜蜂相关研究进展

朱朝东、黄敦元

注:2017年5月7日,受邀参加第五届中国林业学术大会,在森林昆虫部分介绍油茶野生传粉蜜蜂的工作。PPT和文字部分供参考。

https://www.researchgate.net/publication/316714900_Research_Progress_on_Wild_Bees_Pollinating_Camelia_Oil_Trees

野生蜜蜂是全球传粉生态系统中一个重要的类群,因其具有种类多、分布广、适应性强等特性,所以成为所在地传粉生态系统中的一个重要组成部分,是野生植物和农作物的重要传粉昆虫之一。根据野生蜜蜂筑巢习性可分为地下筑巢(ground-nesting)和地上筑巢(wood-nesting & cavity nesting)两类,其中70 %是地下筑巢类型。野生蜜蜂绝大多数为独栖性,对栖息地环境要求比较高,包括适宜的筑巢地点、充足的蜜源植物和筑巢所需的材料等。因此,要维持一定生态环境下野生蜜蜂多样性和传粉生态服务功能,在野生蜜蜂类群分布区内保护和重新构建适宜的栖息地环境是很有必要的。

油茶(Camellia oleifera),又名茶子树、油茶树,属山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia),与油橄榄、油棕、椰子并称为世界四大木本油料植物。我国是油茶资源大国,全国现有油茶面积340万公顷,主要分布在我国长江流域及其以南的18个省(区、市)。茶油是最好的食用油之一,集食用和医疗保健于一身,长期以来被誉为“东方橄榄油”。根据《全国油茶产业发展规划(2009-2020》发展规划,力争到2020年我国油茶种植总规模达到467万公顷。届时将大幅提高茶油在现有食用油供给中的比例,缓解日益紧张的食用油供给矛盾,保障国家食用油安全。

目前,我国油茶种植和抚育管理基本还处于粗放状态,经济效益很低,资源优势远未转化为经济优势。油茶花期正值秋末冬初,传粉昆虫比较少(尤其是有效传粉蜜蜂),难以满足油茶授粉的需要。1987年中国林科院亚热带林业研究所赵尚武研究员应用家养蜜蜂(主要是中华蜜蜂)为油茶授粉,可以有效提高油茶座果率1倍以上,且油茶果实大、出油率高,就清楚地表明花粉资源限制是导致我国目前油茶产量低下的主要原因之一。1989年北京蜂疗科学研究所王孟林教授等研制出“油茶蜂乐”,初步解决了家养蜜蜂因采集油茶花蜜和花粉中毒而导致蜜蜂后代死亡的问题。但由于我国油茶栽培地多处于亚热带地区,冬季温度低,不利于家养蜜蜂活动,因而,油茶林区放养蜜蜂作为油茶的有效增产措施没有得到大面积推广。

据此,我们认为利用油茶林区的野生传粉蜜蜂来提高油茶的传粉效率,解除油茶花粉资源的限制,从而提高油茶的座果率和产量,是解决当前我国油茶产业发展中存在“瓶颈”的有效策略之一。

目前,我组在油茶传粉野生蜜蜂方面做了如下工作。

1. 油茶传粉昆虫资源调查

经过多年的努力,对我国南方地区油茶传粉昆虫种类进行详细调查,共采集油茶传粉昆虫15000多头,鉴定物种80余种,为后续研究提供本底资料。研究发现油茶传粉野生蜜蜂主要有:大分舌蜂(Colletes gigas)、油茶地蜂(Andrena camellia)、湖南地蜂(Andrena hunanensis)、浙江地蜂(Andrena chekiangensis)、纹地蜂(Andrena striata)等膜翅目昆虫

2. 油茶部分野生传粉蜜蜂的生物学研究

野生传粉蜜蜂生物学基础知识不仅是开展野生蜜蜂人工管理、驯化、工厂化繁殖和传粉实践技术的理论基础,还是制定保护策略和构建适宜栖息地环境的重要理论依据,其重要性不言而喻。目前,我们对油茶地蜂(Andrena camellia)和大分舌蜂(Colletes gigas)的生物学特性、营巢生物学、栖息地环境保护和构建等方面进行系统研究,为后续其他传粉野生蜜蜂的相关研究提供技术参考。

3. 油茶传粉野生蜜蜂的传粉效率比较

为比较分析油茶传粉野生蜜蜂的传粉效率,筛选出油茶优势传粉昆虫,油茶花期我们在江西、湖南等地野外观测油茶主要传粉蜜蜂的访花行为并以意大利蜜蜂为参照,比较大分舌蜂、油茶地蜂、湖南地蜂、浙江地蜂和纹地蜂等野生蜜蜂的传粉效率。主要涉及的参数有:访花频率、花粉移出率、柱头花粉沉降数目、单花停留时间、花间运动式样、体表携粉量等。研究结果发现:油茶传粉效率最佳的是大分舌蜂,其次是浙江地蜂、油茶地蜂、湖南地蜂和纹地蜂等,研究还发现这些野生蜜蜂的传粉效率均优于意大利蜜蜂。

4. 油茶传粉野生蜜蜂的丰度与油茶座果率之间的关系

为进一步明确油茶野生传粉蜜蜂对其座果率的影响,可以从水平格局和空间格局两个方面来进行研究。水平格局:以野生传粉蜜蜂为油茶的主要传粉者,利用的野生蜜蜂蜂巢位置、植物源(油茶)及野生蜂飞行范围数据,获取景观单元筑巢蜂量指数(即传粉者供应量),通过InVEST传粉模型来计算并确定油茶林区的这些野生传粉蜜蜂对油茶生产的具体价值。空间格局:同样以野生传粉蜜蜂为油茶的主要传粉者,通过设置不同高度(0m0.5m1.0m1.5m2.0m2.5m3.0 m)的黄盘收集油茶林区不同高度上野生传粉蜜蜂的种类和丰度;同时统计对应高度油茶的自然座果率大小(每个高度统计30个样方,计算出每个样枝的自然座果率并进行方差分析),最终将不同高度的自然座果率与不同高度黄盘收集的野生传粉蜜蜂的种类和数目进行相关性分析。研究结果表明:黄色诱集盘较其他颜色的诱集盘更能有效诱集油茶花期传粉昆虫;油茶访花野生蜜蜂在1.5m-2.5m区间活动更为活跃;不同高度黄盘诱集到传粉野生蜜蜂的数目与对应高度油茶的自然座果率有一定的正相关性。

基于上述初步研究工作,我们提出下列保护措施(http://blog.sciencenet.cn/blog-536560-1049105.html):

      为保护野生蜂巢穴,新造油茶林在整地之前,可以根据该蜂的巢穴特征,即巢口四周有细土覆盖,对整个林地进行踏查并对该蜂的巢区进行标记,采取措施避免人工活动对其栖息地环境的破坏。

       油茶成林后,通过维持林下杂草适宜盖度的方式来保护蜂巢,避免过度人类活动干预,杜绝大面积除草剂和杀虫剂的使用。

       对已经整地结束,严重破坏油茶新造林地野生蜜蜂栖息地环境的林区,建议根据油茶传粉野生蜜蜂的栖息地环境特性,人工营造适宜栖息地吸引油茶传粉的野生蜜蜂定居并建立固定的种群。

致谢:国家自然科学基金委和中国科学院长期资助;研究组成员,特别是丁亮同志在早期生物学研究中的重要贡献、牛泽清博士和袁峰在昆虫多样性方面的支持;何波等近期坚持野外工作。




http://blog.sciencenet.cn/blog-536560-1053434.html

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