《Journal of Insect Conservation》:Impacts of delayed grazing and mowing on bumblebees and flowers in species rich grasslands
编辑推荐:
本研究针对频繁刈割和高强度放牧导致草地花卉资源锐减,进而威胁传粉者种群的问题,研究人员在爱尔兰西北部物种丰富的草地开展了为期两年的配对田野实验,探究延迟刈割(9月1日后)与延迟放牧(夏季降低载畜量)对熊蜂群落和花卉资源的影响。结果表明,两种延迟管理措施均能显著增加花卉丰度和熊蜂(特别是常见种)的丰度。这证实了调整土地管理时间、减少夏季干扰可作为有效的熊蜂保护策略,为将此类实践纳入农业环境计划(AES)、支持农业景观中的生物多样性保护提供了科学依据。
在温带生态系统中,一群毛茸茸的小家伙——熊蜂(Bombus spp.)扮演着至关重要的角色。它们不仅是许多野生花卉的忠实传粉者,也对农业生产力的维持功不可没。相较于其他传粉昆虫如蜜蜂,熊蜂因体被茸毛、能进行“嗡嗡授粉”且对冷凉天气耐受性更强,提供了更可靠的授粉服务。然而,这些勤劳的“空中农夫”正面临着生存危机。现代农业实践,特别是频繁的草地刈割和过高的放牧压力,已导致草地生态系统发生剧变,花卉资源可用性大幅下降,这被普遍认为是传粉者种群衰退的关键驱动因素之一。物种丰富的半天然草地本是熊蜂觅食和筑巢的关键栖息地,但在许多地区,这类草地面积正不断萎缩。那么,我们能否通过调整管理方式,在维持农业生产的同时,为熊蜂和其他传粉者留住这片“芬芳的乐园”呢?发表在《Journal of Insect Conservation》上的一项研究,在爱尔兰西北部的物种丰富草地中探索了答案。
该研究主要采用了配对田野实验设计与生态学监测相结合的方法。研究人员在爱尔兰梅奥郡的马莱特半岛及埃里斯沿海地区选择了多对草地。针对两种常见的农业环境计划(AES)措施——延迟刈割(推迟至9月1日后)和延迟放牧(夏季约18-26周内降低载畜量或完全移除牲畜)——分别设置了处理组,并与附近管理方式常规(7月底/8月初刈割,常规强度放牧)的对照草地进行配对,以控制环境变异。研究在两个生长季(2022和2023年)内,分三个时间段(6月底-7月初、7月底-8月初、8月底-9月初)进行监测。关键技术方法包括:1) 定时样线法:调查者在每个样地以缓慢、稳定的步速行走,记录两侧及前方一定范围内的所有熊蜂,记录其物种、行为(如觅食、飞行、寻巢)及访花植物,以标准化调查努力量。2) 样方调查法:在每个样地随机设置13个1m×1m的样方,统计对传粉者有吸引力的开花植物物种及其开花单元数量,以量化花卉资源。3) 广义线性混合模型(GLMMs):使用R语言进行统计分析,将样地对和年份作为随机效应,评估管理方式、时间及其交互作用对熊蜂和花卉的丰度、物种丰富度及多样性(使用香农多样性指数H’)的影响,并区分常见与稀有熊蜂物种的响应。
研究结果
放牧草地的响应
在放牧系统中,延迟放牧措施显示出积极效果。延迟放牧草地的花卉丰度(平均675.9个开花单元)显著高于常规放牧草地(平均547.2个)。同样,熊蜂的总丰度在延迟放牧草地(平均25.67只)也显著高于常规放牧草地(平均17.00只)。然而,熊蜂的物种丰富度在两种管理方式间没有显著差异。进一步分析仅限觅食行为的熊蜂发现,其数量在延迟放牧草地中更高,但当考虑单位花卉资源上的觅食压力(觅食熊蜂数量/花卉丰度)时,两者无差异,表明延迟放牧主要通过增加花卉资源总量来吸引更多熊蜂。季节变化对两者影响显著,花卉和熊蜂丰度均在第三个调查期(8月底-9月初)达到峰值。对于按稀有度分组的熊蜂,常见种的丰度不受管理方式或时间显著影响,而稀有物种的丰度仅受时间影响,在后期显著更高。
刈割草地的响应
在刈割系统中,延迟刈割的效果更为显著。延迟刈割草地的花卉丰度(平均403个开花单元)极显著高于常规刈割草地(平均125个开花单元)。花卉物种丰富度在延迟刈割草地也更高。相应地,延迟刈割草地的熊蜂总丰度(平均7.16只)显著高于常规刈割草地(平均4.34只)。与放牧系统类似,熊蜂物种丰富度在管理方式间无差异。仅分析觅食熊蜂时,其在延迟刈割草地中数量更多,但单位花卉资源上的觅食压力却低于常规刈割草地,这可能是因为花卉资源的大幅增加稀释了观测到的觅食强度。无论是常见还是稀有的熊蜂物种,其丰度在延迟刈割草地中均更高,且稀有物种的响应在季节后期尤为明显。然而,一个重要的发现是,在延迟刈割处理实施前的第一个调查期,处理组和对照组之间就已存在花卉丰度的显著差异(延迟刈割草地更高),这可能源于农民倾向于在原本花卉就更丰富的低生产力田地实施此类保护措施,因此对刈割处理效果的解读需谨慎。
讨论与结论
本研究证实,在物种丰富的草地上,延迟刈割和延迟放牧能有效增加花卉资源的可用性,从而支持更高的熊蜂活动水平。这两种适应性土地管理策略通过减少夏季关键生长期的干扰,为开花植物提供了更长的生长和开花窗口,尤其为季节性后期提供了关键的蜜粉源。这对于平衡农业生产与生物多样性保护目标具有重要意义。
研究发现,管理措施带来的益处对常见熊蜂物种更为明显。这可能与稀有熊蜂物种(如濒危的Bombus distinguendus)通常具有特定的生态需求相关,例如依赖深管花、出巢期较晚等。它们的种群可能更受整个季节、特别是中后期花卉资源连续性的影响,而本研究的延迟管理时间可能仍不足以完全满足其需求,暗示进一步推迟管理或采取其他措施可能对稀有物种保护更具针对性。
研究也指出了在真实农业环境中实施此类研究的复杂性。例如,延迟刈割样地存在事先的花卉资源差异,这凸显了在评估管理措施效果时考虑基线条件的重要性。此外,熊蜂的高流动性意味着本研究观测到的是样地对熊蜂吸引力的变化(资源利用),而非局部种群数量的直接变化。从农业实践角度,延迟管理可能会影响饲料质量并增加管理成本,因此,将此类保护实践纳入农业环境计划(AES),为农民提供经济激励和支持,对于其大规模推广应用至关重要。
总之,这项研究为利用延迟刈割和放牧来增强农业景观中传粉者栖息地质量提供了有力的实证支持。它表明,通过精心设计且获得适当政策支持的土地管理策略,我们有可能在维持农业生产的同时,为熊蜂等至关重要的传粉者创造更友好的生存环境,从而促进生态系统的长期健康与稳定。未来的研究需要关注长期效应、对稀有物种的针对性效益,以及在不同景观背景下的适用性,以优化保护策略。