蜜蜂與生態(tài)建設(shè)的關(guān)系探討 !
我國是養(yǎng)蜂大國,蜜蜂的養(yǎng)殖數(shù)量及蜂產(chǎn)品的產(chǎn)量均居世界首位。據(jù)統(tǒng)計,截止2016年底,我國蜜蜂養(yǎng)殖數(shù)量達(dá)1050萬群,約占世界養(yǎng)殖數(shù)量的1/8。甘肅省蜜蜂養(yǎng)殖數(shù)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(yǎng)豐富的蜂產(chǎn)品,而且在維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡中具有重要作用,如果蜜蜂的數(shù)量減少,會引起生態(tài)的嚴(yán)重惡化。
在生物進(jìn)化中,蜜蜂與被子植物形成了相互作用的協(xié)同關(guān)系,蜜蜂為被子植物傳粉促進(jìn)其生殖繁衍,被子植物則為蜜蜂提供能量、蛋白質(zhì)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(jù)統(tǒng)計,需要蜜蜂授粉的顯花植物約有17萬種。蜜蜂授粉能實現(xiàn)植物遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移,并增加植物種子的數(shù)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(hù)生態(tài)平衡。
1蜜蜂在自然生態(tài)系統(tǒng)中的地位
生態(tài)系統(tǒng)(簡稱ECO),是指生物群落及其地理環(huán)境相互影響、相互制約,由無機(jī)環(huán)境、生產(chǎn)者(綠色植物和光合細(xì)菌)、消費(fèi)者和分解者(腐生微生物)四個部分組成。無機(jī)環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)的非生物組成部分,包含水、光、空氣、有機(jī)質(zhì)、無機(jī)鹽、巖石等。植物能通過光合作用將無機(jī)環(huán)境中的無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,將光能轉(zhuǎn)化為生物能,在能量循環(huán)和物質(zhì)循環(huán)上是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者;被子植物經(jīng)過復(fù)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(chǎn)者;另一方面,蜜蜂也通過食用花粉和蜂蜜,成為第一消費(fèi)者。在大自然的生態(tài)系統(tǒng)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(yǎng)液生存,人類也取食蜂蜜和蜜蜂幼蟲,這些成為第二消費(fèi)者。
在蜜蜂群內(nèi),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(nèi)的蜂王和雄蜂也是第二消費(fèi)者。蜜蜂及其他消費(fèi)者死亡后被微生物分解,最后進(jìn)入土壤,完成生態(tài)循環(huán)。蜜蜂在整個生態(tài)系統(tǒng)中,既是生產(chǎn)者,又是消費(fèi)者,尤其與蜜源植物的相互依存關(guān)系,決定蜜蜂在生態(tài)系統(tǒng)中具有重要地位。
2蜜蜂與植物的協(xié)同進(jìn)化
2.1植物對蜜蜂的適應(yīng)性進(jìn)化
據(jù)科學(xué)研究,蜜蜂與被子植物屬于協(xié)同進(jìn)化的關(guān)系。早在白堊紀(jì)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(jìn)化,逐漸出現(xiàn)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(zhuǎn)移,實現(xiàn)了初期被子植物的傳花授粉。由于異花授粉的作用,使得經(jīng)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(fā)育,并越來越發(fā)達(dá),泌蜜量也逐漸增加,蜜汁也相應(yīng)變得更加甘甜;隨之花蜜的香味也開始增強(qiáng)。
為了適應(yīng)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(xiàn)其物種的延續(xù)和發(fā)展。被子植物之所以有如此豐富的種類,并有著廣泛的適應(yīng)性,主要是因為經(jīng)過蜜蜂授粉,其結(jié)構(gòu)不斷地復(fù)雜化和完善化,特別是被子植物繁殖器官的結(jié)構(gòu)及生殖過程的特點(diǎn),為適應(yīng)、抵御各種外界不利環(huán)境提供了條件,使其在自然選擇的生存競爭過程中,不斷產(chǎn)生新的變異和新的物種,逐漸進(jìn)化演變形成了如今的多彩世界。
2.2蜜蜂對植物的適應(yīng)性進(jìn)化
根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)對古生物化石資料的分析發(fā)現(xiàn),蜜蜂最早起源于白堊紀(jì)時期,距今大約1.45億年,遠(yuǎn)古蜜蜂逐漸改變了采食習(xí)性,由胡蜂捕獵其他節(jié)肢動物幼蟲的肉食性習(xí)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(gòu)造開始發(fā)生相應(yīng)性變化:蜜蜂的全身密生絨毛并發(fā)生分叉,以便黏附更多的花粉;蜜蜂的三對足進(jìn)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(nèi)形成花粉團(tuán)后帶回蜂巢;蜜蜂的嘴變成咀嚼式,且更加發(fā)達(dá),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(xié)調(diào)進(jìn)化,逐漸代替了其他傳粉昆蟲,蜜蜂與植物的相互依存關(guān)系也進(jìn)一步發(fā)展協(xié)調(diào)。
3蜜蜂在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,蜜蜂的主要作用是生產(chǎn)蜂產(chǎn)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(tài)的平衡。法國的《科學(xué)與生活》雜志曾報道:由于蜜蜂的減少,誘發(fā)了生態(tài)劇變。
2004年,美國在發(fā)現(xiàn)蜜蜂基因序列的評論中提到:如果沒有蜜蜂,整個生態(tài)系統(tǒng)將會崩潰;2006年,美國出現(xiàn)史無前例的因蜂群衰竭失調(diào)(CCD)引起的蜂群丟失現(xiàn)象后,美國國會經(jīng)聽證后,撥巨資對蜜蜂進(jìn)行研究和保護(hù)。大量的事實表明,蜜蜂在自然生態(tài)系統(tǒng)中的作用是不容忽視的,蜜蜂減少會引發(fā)生態(tài)劇變,也會嚴(yán)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(qū),多種活的有機(jī)體(動物、植物、微生物)通過有規(guī)律地結(jié)合構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)綜合體。在某一特定的時間內(nèi),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(xué)習(xí)和記憶能力所致;蜜蜂每天會采集無數(shù)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(jìn)而產(chǎn)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(jìn)行花粉傳播,可在其子一代產(chǎn)生明顯的雜交優(yōu)勢,提高植物后代的抗病力和生產(chǎn)力,使其后代能吸收轉(zhuǎn)化更多的營養(yǎng)物質(zhì),果實更大,種子更飽滿,提高對環(huán)境的適應(yīng)性,促進(jìn)植物的繁衍發(fā)展,保持物種多樣性。
3.2蜜蜂授粉是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要保護(hù)措施
隨著我國農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展,我國授粉昆蟲的數(shù)量減少,導(dǎo)致一些區(qū)域授粉昆蟲數(shù)量不足。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,高濃度、高毒性以及大劑量殺蟲劑的使用導(dǎo)致授粉昆蟲數(shù)量急劇減少,蟲媒花作物授粉昆蟲嚴(yán)重短缺;尤其是發(fā)展迅速的設(shè)施農(nóng)業(yè)中,對化學(xué)藥物、生長素濫用成風(fēng),致使農(nóng)產(chǎn)品及其生產(chǎn)環(huán)境藥物殘留嚴(yán)重,特別是對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。通過蜜蜂授粉則可減少甚至避免化肥、農(nóng)藥、殺蟲劑及生長激素類物質(zhì)的使用,減少有害物質(zhì)對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的破壞,從而改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生保護(hù)作用。
3.3蜜蜂授粉使農(nóng)作物增產(chǎn)增效
現(xiàn)代科學(xué)研究表明,養(yǎng)蜂不但能獲得蜂產(chǎn)品,更為重要是可以為植物授粉,使其增產(chǎn),還能為人類提供安全、優(yōu)質(zhì)、充足的食物,維持生態(tài)平衡。蜜蜂被形象地稱為“空中農(nóng)業(yè)”“綠色農(nóng)業(yè)”“生態(tài)農(nóng)業(yè)”和“農(nóng)業(yè)之翼”。蜜蜂授粉后作物產(chǎn)量增加、品質(zhì)改善的原因就是蜜蜂在最恰當(dāng)?shù)臅r間將活性最強(qiáng)的雄蕊花粉帶到了活性最強(qiáng)的雌蕊柱頭上,從而達(dá)到了授粉的最佳效果。
經(jīng)蜜蜂授粉可以提高牧草及種子蛋白質(zhì)含量,提高種子發(fā)芽率,提高或改善糧食作物的糖類、淀粉、蛋白質(zhì)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(xié)調(diào)農(nóng)作物的生殖生長和營養(yǎng)生長,在提高作物質(zhì)量和產(chǎn)量上,尤其是在有機(jī)食品和綠色食品的開發(fā)生產(chǎn)中具有不可替代的作用。
據(jù)美國農(nóng)業(yè)部報道,通過蜜蜂授粉產(chǎn)生的增產(chǎn)效益是蜂產(chǎn)品效益的143倍,而蜜蜂授粉所帶來的農(nóng)業(yè)生態(tài)效益則是無可估量的。國家蜂產(chǎn)業(yè)體系經(jīng)過調(diào)查研究表明,蜜蜂授粉可使農(nóng)作物產(chǎn)量增加,果實品質(zhì)更好,減少產(chǎn)品的污染。蜜蜂授粉可使果樹增產(chǎn)15%~40%,油料作物增產(chǎn)20%~180%,蔬菜增產(chǎn)15%~43%,瓜果增產(chǎn)10%~60%,水稻增產(chǎn)5%~7%,棉花增產(chǎn)30%~38%,蕎麥增產(chǎn)13%~25%,豆科植物產(chǎn)量提高15%~48%,特別是有些牧草產(chǎn)量可以提高2~4倍。蜜蜂授粉還可以增加果實中的營養(yǎng)成分。和其他許多增產(chǎn)要素相比,通過蜜蜂授粉還具有成本低廉、經(jīng)濟(jì)實惠的特點(diǎn)。
據(jù)國家蜂產(chǎn)業(yè)技術(shù)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(diào)查研究分析,種植的西瓜、油菜、油桃、草莓等作物,生產(chǎn)投入占產(chǎn)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(chǎn)要素分別為:農(nóng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)技術(shù)是不需要擴(kuò)大耕地面積,不增加生產(chǎn)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(guān)系最為密切的就是植物,二者在進(jìn)化過程中是相互影響、相互協(xié)同進(jìn)化的關(guān)系。蜜蜂不僅保證植物的生長繁衍,還有保護(hù)作用。德國的雨爾根·圖茲教授經(jīng)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(fā)出的嗡嗡聲能使噬花小昆蟲停止危害行動,甚至?xí)⒓磸闹参锷系粝聛怼?/span>
圖茲教授的試驗結(jié)果表明,有毛毛蟲而無蜜蜂的環(huán)境下生長的辣椒遭受損害的程度,要比有蜜蜂環(huán)境下的辣椒受害程度高出60%~70%。圖茲教授認(rèn)為,在植物的周圍放置蜂群能提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)值,未來或許不再需要使用農(nóng)藥。我國的陜北、寧夏等地區(qū)盛產(chǎn)沙棗,過去種植戶每年都要噴灑農(nóng)藥防治蚜蟲。隨著外地放蜂的蜂農(nóng)增多,沙棗上的蚜蟲數(shù)量明顯減少。經(jīng)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(dǎo)致螞蟻缺食,數(shù)量減少,進(jìn)而依附螞蟻越冬的蚜蟲數(shù)量也相應(yīng)大量減少。
3.5蜜蜂及其產(chǎn)品是生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測的指示器
在受到重金屬、殺蟲劑、農(nóng)藥等污染的自然環(huán)境中,有害物質(zhì)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(zhì)的花粉和花蜜后,會殘留在其體內(nèi)或產(chǎn)生的蜂產(chǎn)品中。
因此,通過檢測并分析該環(huán)境中蜜蜂及其產(chǎn)品中的各種監(jiān)測成分的殘留狀況,便可以間接地判斷該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)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(huán)境監(jiān)測范圍可達(dá)到28.3km2,監(jiān)測區(qū)域廣泛;蜜蜂生產(chǎn)的花粉和蜂蜜等產(chǎn)品,還可以進(jìn)行監(jiān)測;蜜蜂的采集具有專一性,因此可以準(zhǔn)確判斷污染存在的區(qū)域;同時,蜂群移動比較方便,可根據(jù)需要移動到待監(jiān)測的環(huán)境。
2015年,農(nóng)業(yè)部將蜜蜂作為唯一評價現(xiàn)階段農(nóng)藥、化肥等對生態(tài)環(huán)境影響的活體指標(biāo),已經(jīng)全面開展相關(guān)試驗研究工作,如果研究發(fā)現(xiàn)某種現(xiàn)用農(nóng)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(nóng)業(yè)中的使用,新研發(fā)的農(nóng)藥將以其對蜜蜂安全、低毒、無殘留等作為其測試指標(biāo)。
3.6蜜蜂是生態(tài)環(huán)境植被的生物修復(fù)因子
蜜蜂作為生態(tài)環(huán)境植被修復(fù)因子不僅成本低,而且效果顯著,且不會對環(huán)境造成二次污染,還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境植物的多樣性,維持生態(tài)平衡;對珍稀植物的保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)以及高原荒漠地區(qū)的開發(fā)利用具有重要作用,其生物修復(fù)作用是不可替代的,因此,蜜蜂作為植被的生物修復(fù)因子具有廣闊的運(yùn)用前景。