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      蜜蜂與生態建設的關系探討 !

      我國是養蜂大國,蜜蜂的養殖數量及蜂產品的產量均居世界首位。據統計,截止2016年底,我國蜜蜂養殖數量達1050萬群,約占世界養殖數量的1/8。甘肅省蜜蜂養殖數量為62萬群,其中中蜂42萬群,意蜂20萬群。蜜蜂不僅為人類提供營養豐富的蜂產品,而且在維護生態系統平衡中具有重要作用,如果蜜蜂的數量減少,會引起生態的嚴重惡化。

      在生物進化中,蜜蜂與被子植物形成了相互作用的協同關系,蜜蜂為被子植物傳粉促進其生殖繁衍,被子植物則為蜜蜂提供能量、蛋白質等食物來源。全世界大約有80%的顯花植物需要昆蟲授粉才能夠正常生長繁殖,而其中又有85%的植物是依靠蜜蜂授粉,據統計,需要蜜蜂授粉的顯花植物約有17萬種。蜜蜂授粉能實現植物遺傳物質的轉移,并增加植物種子的數量和活力,有利于植物的繁衍生息,從而保持植物的多樣性,維護生態平衡。

      1蜜蜂在自然生態系統中的地位

      生態系統(簡稱ECO),是指生物群落及其地理環境相互影響、相互制約,由無機環境、生產者(綠色植物和光合細菌)、消費者和分解者(腐生微生物)四個部分組成。無機環境是生態系統的非生物組成部分,包含水、光、空氣、有機質、無機鹽、巖石等。植物能通過光合作用將無機環境中的無機物轉化為有機物,將光能轉化為生物能,在能量循環和物質循環上是生態系統的生產者;被子植物經過復雜的生理過程形成花粉和蜜露,并引誘蜜蜂去采集。

      一方面,工蜂將采集到的花粉和蜜露釀成蜂糧和蜂蜜,并且分泌蜂王漿,成為第二生產者;另一方面,蜜蜂也通過食用花粉和蜂蜜,成為第一消費者。在大自然的生態系統中,有許多的動物,如胡蜂、鳥、蟾蜍等都是蜜蜂的天敵,蜜蜂為其食物之一;蜂螨等一些寄生蟲靠吸取蜜蜂的營養液生存,人類也取食蜂蜜和蜜蜂幼蟲,這些成為第二消費者。

      在蜜蜂群內,工蜂釀制的蜂糧、蜂蜜及分泌的蜂王漿是雄蜂、蜂王及其幼蟲的食物,蜂群內的蜂王和雄蜂也是第二消費者。蜜蜂及其他消費者死亡后被微生物分解,最后進入土壤,完成生態循環。蜜蜂在整個生態系統中,既是生產者,又是消費者,尤其與蜜源植物的相互依存關系,決定蜜蜂在生態系統中具有重要地位。

      2蜜蜂與植物的協同進化

      2.1植物對蜜蜂的適應性進化

      據科學研究,蜜蜂與被子植物屬于協同進化的關系。早在白堊紀時期,蜜蜂主要是以裸子植物及其花粉為食物,隨著植物由不顯花向顯花的進化,逐漸出現了被子植物,蜜蜂在采蜜的過程中,身上的花粉隨蜜蜂的飛行而轉移,實現了初期被子植物的傳花授粉。由于異花授粉的作用,使得經過授粉的植物更加健康,在競爭中生存下來。生存下來的植物為了吸引更多的昆蟲為其異花授粉,植物的蜜腺開始不斷發育,并越來越發達,泌蜜量也逐漸增加,蜜汁也相應變得更加甘甜;隨之花蜜的香味也開始增強。

      為了適應蜜蜂在其花朵上的采集,植物的花朵也逐漸變大;為了蜜蜂便于找尋其花朵,植物的花的顏色變得更加鮮艷;蜜蜂在采集植物花粉與花蜜的過程中,也使被子植物不斷繁衍旺盛,從而實現其物種的延續和發展。被子植物之所以有如此豐富的種類,并有著廣泛的適應性,主要是因為經過蜜蜂授粉,其結構不斷地復雜化和完善化,特別是被子植物繁殖器官的結構及生殖過程的特點,為適應、抵御各種外界不利環境提供了條件,使其在自然選擇的生存競爭過程中,不斷產生新的變異和新的物種,逐漸進化演變形成了如今的多彩世界。

      2.2蜜蜂對植物的適應性進化

      根據現代科學對古生物化石資料的分析發現,蜜蜂最早起源于白堊紀時期,距今大約1.45億年,遠古蜜蜂逐漸改變了采食習性,由胡蜂捕獵其他節肢動物幼蟲的肉食性習性變成采集植物花粉和花蜜的素食動物。為了更方便地采集花蜜和花粉,蜜蜂的身體構造開始發生相應性變化:蜜蜂的全身密生絨毛并發生分叉,以便黏附更多的花粉;蜜蜂的三對足進化有花粉櫛、花粉刷、花粉耙和花粉筐等,用以收集其身體絨毛上的花粉,并集中放置在花粉筐內形成花粉團后帶回蜂巢;蜜蜂的嘴變成咀嚼式,且更加發達,以便于采食花粉并撕開花瓣采集蜜汁;長舌(中唇舌)變得更長,便于采集深冠管花朵的花蜜。蜜蜂在演化的過程中,與植物不斷地協調進化,逐漸代替了其他傳粉昆蟲,蜜蜂與植物的相互依存關系也進一步發展協調。

      3蜜蜂在生態系統中的作用

      傳統觀念認為,蜜蜂的主要作用是生產蜂產品,但蜜蜂最大的作用是為植物傳粉,從而保持植物的多樣性,維持生態的平衡。法國的《科學與生活》雜志曾報道:由于蜜蜂的減少,誘發了生態劇變。

      2004年,美國在發現蜜蜂基因序列的評論中提到:如果沒有蜜蜂,整個生態系統將會崩潰;2006年,美國出現史無前例的因蜂群衰竭失調(CCD)引起的蜂群丟失現象后,美國國會經聽證后,撥巨資對蜜蜂進行研究和保護。大量的事實表明,蜜蜂在自然生態系統中的作用是不容忽視的,蜜蜂減少會引發生態劇變,也會嚴重威脅到人類的生存。

      3.1蜜蜂授粉在保持生物多樣性中的作用

      生物多樣性是指,在一定時間和一定地區,多種活的有機體(動物、植物、微生物)通過有規律地結合構成穩定的生態綜合體。在某一特定的時間內,蜜蜂采集植物具有明顯的專一性,每次出巢只采集一種植物的花朵,這主要是由于蜜蜂的學習和記憶能力所致;蜜蜂每天會采集無數朵花,為同種植物的不同植株傳播花粉,花粉的傳播會引起等位基因之間的多種遺傳組合,進而產生更多的遺傳多樣性。

      蜜蜂的采集半徑一般是在3~5km,相距一定遺傳距離的植株之間進行花粉傳播,可在其子一代產生明顯的雜交優勢,提高植物后代的抗病力和生產力,使其后代能吸收轉化更多的營養物質,果實更大,種子更飽滿,提高對環境的適應性,促進植物的繁衍發展,保持物種多樣性。

      3.2蜜蜂授粉是農業生態系統的重要保護措施

      隨著我國農業的產業化、規?;l展,我國授粉昆蟲的數量減少,導致一些區域授粉昆蟲數量不足。在農業生產中,高濃度、高毒性以及大劑量殺蟲劑的使用導致授粉昆蟲數量急劇減少,蟲媒花作物授粉昆蟲嚴重短缺;尤其是發展迅速的設施農業中,對化學藥物、生長素濫用成風,致使農產品及其生產環境藥物殘留嚴重,特別是對農業生態環境造成了嚴重的破壞。通過蜜蜂授粉則可減少甚至避免化肥、農藥、殺蟲劑及生長激素類物質的使用,減少有害物質對農業生態系統的破壞,從而改善農業生態環境,對農業生態系統產生保護作用。

      3.3蜜蜂授粉使農作物增產增效

      現代科學研究表明,養蜂不但能獲得蜂產品,更為重要是可以為植物授粉,使其增產,還能為人類提供安全、優質、充足的食物,維持生態平衡。蜜蜂被形象地稱為“空中農業”“綠色農業”“生態農業”和“農業之翼”。蜜蜂授粉后作物產量增加、品質改善的原因就是蜜蜂在最恰當的時間將活性最強的雄蕊花粉帶到了活性最強的雌蕊柱頭上,從而達到了授粉的最佳效果。

      經蜜蜂授粉可以提高牧草及種子蛋白質含量,提高種子發芽率,提高或改善糧食作物的糖類、淀粉、蛋白質等的含量,增加油料類作物的含油量,改善瓜果類作物的勻稱性、果型大小并提高維生素、微量元素的含量。蜜蜂授粉可以有效地協調農作物的生殖生長和營養生長,在提高作物質量和產量上,尤其是在有機食品和綠色食品的開發生產中具有不可替代的作用。

      據美國農業部報道,通過蜜蜂授粉產生的增產效益是蜂產品效益的143倍,而蜜蜂授粉所帶來的農業生態效益則是無可估量的。國家蜂產業體系經過調查研究表明,蜜蜂授粉可使農作物產量增加,果實品質更好,減少產品的污染。蜜蜂授粉可使果樹增產15%~40%,油料作物增產20%~180%,蔬菜增產15%~43%,瓜果增產10%~60%,水稻增產5%~7%,棉花增產30%~38%,蕎麥增產13%~25%,豆科植物產量提高15%~48%,特別是有些牧草產量可以提高2~4倍。蜜蜂授粉還可以增加果實中的營養成分。和其他許多增產要素相比,通過蜜蜂授粉還具有成本低廉、經濟實惠的特點。

      據國家蜂產業技術體系天水綜合試驗站對甘肅省的14個縣140個種植戶抽樣調查研究分析,種植的西瓜、油菜、油桃、草莓等作物,生產投入占產出比以蜜蜂授粉投入最少,平均為1.1%,西瓜最低,只占0.72%。其他生產要素分別為:農藥占3.43%,化肥占8.9%,地膜占3.11%,種子占1.12%,排灌占2.82%。實踐研究表明,在農業生產中,不管是改善耕作條件,還是增加肥料,都不能代替蜜蜂授粉的作用。蜜蜂授粉增產技術是不需要擴大耕地面積,不增加生產投資的一項有效措施。

      3.4蜜蜂授粉可以減少蟲害對植物的危害程度

      對于蜜蜂等授粉蜂類來說,在自然界(植物、動物、微生物)中與其關系最為密切的就是植物,二者在進化過程中是相互影響、相互協同進化的關系。蜜蜂不僅保證植物的生長繁衍,還有保護作用。德國的雨爾根·圖茲教授經過觀察研究指出,蜜蜂的采集活動能對其他類型的昆蟲造成干擾。例如,蜜蜂飛行采集時發出的嗡嗡聲能使噬花小昆蟲停止危害行動,甚至會立即從植物上掉下來。

      圖茲教授的試驗結果表明,有毛毛蟲而無蜜蜂的環境下生長的辣椒遭受損害的程度,要比有蜜蜂環境下的辣椒受害程度高出60%~70%。圖茲教授認為,在植物的周圍放置蜂群能提高農業產值,未來或許不再需要使用農藥。我國的陜北、寧夏等地區盛產沙棗,過去種植戶每年都要噴灑農藥防治蚜蟲。隨著外地放蜂的蜂農增多,沙棗上的蚜蟲數量明顯減少。經過分析表明,蜜蜂通過采集蚜蟲“制造”的甘露蜜與螞蟻爭食,導致螞蟻缺食,數量減少,進而依附螞蟻越冬的蚜蟲數量也相應大量減少。

      3.5蜜蜂及其產品是生態系統環境監測的指示器

      在受到重金屬、殺蟲劑、農藥等污染的自然環境中,有害物質會通過接觸蜜粉源植物的花朵和蜜腺,或通過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質的花粉和花蜜后,會殘留在其體內或產生的蜂產品中。

      因此,通過檢測并分析該環境中蜜蜂及其產品中的各種監測成分的殘留狀況,便可以間接地判斷該區域生態系統的污染狀況。蜜蜂分布廣泛,如采集半徑按3km計算,一群蜜蜂環境監測范圍可達到28.3km2,監測區域廣泛;蜜蜂生產的花粉和蜂蜜等產品,還可以進行監測;蜜蜂的采集具有專一性,因此可以準確判斷污染存在的區域;同時,蜂群移動比較方便,可根據需要移動到待監測的環境。

      2015年,農業部將蜜蜂作為唯一評價現階段農藥、化肥等對生態環境影響的活體指標,已經全面開展相關試驗研究工作,如果研究發現某種現用農藥對蜜蜂的周年繁育有較大影響,國家將逐步禁止該藥品在農業中的使用,新研發的農藥將以其對蜜蜂安全、低毒、無殘留等作為其測試指標。

      3.6蜜蜂是生態環境植被的生物修復因子

      蜜蜂作為生態環境植被修復因子不僅成本低,而且效果顯著,且不會對環境造成二次污染,還能保護生態環境植物的多樣性,維持生態平衡;對珍稀植物的保護、生態系統的恢復以及高原荒漠地區的開發利用具有重要作用,其生物修復作用是不可替代的,因此,蜜蜂作為植被的生物修復因子具有廣闊的運用前景。

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