集约化草地适度多样化对传粉昆虫的增益效应研究

《Basic and Applied Ecology》:Insect pollinators profit from moderate diversification of intensively used grasslands

【字体: 时间:2026年02月09日 来源:Basic and Applied Ecology 3.5

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  本研究针对中欧集约化草地植物多样性丧失导致传粉昆虫减少的问题,通过设计五种不同多样性的草种组合,在三年期内监测其传粉昆虫响应。结果表明:白三叶草(Trifolium repens)的花资源量决定野生蜂丰度,长叶车前(Plantago lanceolata)显著吸引食蚜蝇;即使适度多样化也能使熊蜂数量翻倍,证明集约化管理草地可通过植物多样化协同提升农业生产力和生物多样性。该研究为农业环境政策制定提供了实证依据。

  
在欧洲中部地区,集约化管理的草地虽然实现了高生产力,却付出了植物多样性急剧下降的代价。这种单一化趋势进一步导致依赖多样化花资源的传粉昆虫——如野生蜂和食蚜蝇——种群数量锐减。尽管耕地中已推广野花带等保护措施,但针对集约化草地的生态方案仍属空白。现有草地保护计划多聚焦于减少施肥、延迟收割等粗放化管理,这与常规奶牛牧场的运营需求存在矛盾。鉴于草地占德国农业用地近三分之一,开发兼顾生产与生态的草地多样化方案具有重要生态意义。
为破解这一难题,研究人员在《Basic and Applied Ecology》发表研究,通过设计梯度多样性的草种组合,系统评估了集约化草地适度多样化对传粉昆虫的保育潜力。研究团队在德国下萨克森州选取5个试验点,将总计25公顷的草地划分为1公顷样方,分别播种五种草种组合:基础混播(BM,黑麦草+白三叶草)、三叶草多样性组合(CD)、三叶草-车前组合(CP)、豆科多样性组合(LD)及禾草多样性组合(GD)。所有样方均按当地农事规范进行每年4-5次刈割管理,持续三年监测花资源与昆虫种群。
关键技术方法包括:(1)采用1m2抛框法每月统计开花植物数量;(2)通过30分钟移动样线法每月记录野生蜂与食蚜蝇;(3)利用广义线性混合模型(GLMM)分析植物-传粉者关系;(4)对比新建草地与永久草地的生态效应。
植物-传粉者访花网络
研究记录到4926只野生蜂(24种)和3214只食蚜蝇(34种),构建包含37种开花植物的访花网络。白三叶草被19种野生蜂访问,而长叶车前则成为食蚜蝇的核心蜜源。访花数据显示85.6%的访问来自野生蜂,其中熊蜂占主导。
花资源动态
豆科植物(尤其是白三叶草)贡献了主要花资源,年际波动显著(2021年最高)。各混播组合间花量无显著差异,但花期分布呈现明显季节特征:5月花资源匮乏,7月达峰值。
传粉者物种丰富度
55种传粉昆虫的分布均匀,混播组合间物种丰富度无统计学差异。优势种(如地熊蜂Bombus terrestris、黑尾熊蜂B. lapidarius)普遍存在于所有样方,而长叶车前的添加显著提升了食蚜蝇多样性。
植物-传粉者关系
野生蜂丰度与混播植物花量呈中度正相关(Kendall's τ=0.58),食蚜蝇则与长叶车前花量关联更密切(τ=0.43)。GLMM分析表明,月度和年际变化是影响昆虫丰度的关键环境变量。
传粉者丰度
熊蜂在三年内数量翻倍,表明白三叶草的持续开花支持蜂群建立。食蚜蝇在含长叶车前的CP和LD组合中丰度显著更高,但其年际波动可能受迁徙因素影响。
与永久草地的对比
新建多样化草地的花资源量是永久草地的3-4倍,传粉昆虫丰度和物种数均显著优于传统管理草地,证实花资源可用性比草地年龄更具生态影响力。
研究结论强调,即使适度增加植物多样性(如结合白三叶草和长叶车前)也能显著提升传粉昆虫丰度。白三叶草的持续开花特性(每次刈割后快速再生)使其成为集约化草地的理想蜜源,而长叶车前通过提供开放花结构弥补了豆科植物对食蚜蝇的吸引力不足。尽管多样化方案未能显著增加物种丰富度,但通过支持高丰度通用种(如熊蜂),仍对维持生态系统功能具有关键意义。值得注意的是,草地多样化措施需与景观尺度策略(如保留未刈割带、增强栖息地连通性)协同实施,以弥补春季资源空缺和刈割干扰的生态限制。该研究为制定"生产-生态"双赢的农业政策提供了科学依据,对欧洲大规模集约化草地的可持续转型具有示范价值。
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