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庆祝传粉者!

本土蓝色野生靛蓝(Baptisia australis)上常见的东方大黄蜂。当花粉粘在蜜蜂身上时,蜜蜂会用腿内侧的梳状毛发将花粉食物刷到位于腿外侧的篮状结构中,这种结构称为花蚬。一个装满的篮子(如图所示,是深橙色的一团)可容纳多达1百万个花粉粒,然后这些花粉粒会被带回巢穴。

作者:Carol A. Heiser/DWR

摄影:Carol A. Heiser

在炎热的夏日,一个多汁的桃子、一片西瓜或一碗混合着蓝莓、樱桃、猕猴桃和芒果的彩色水果肯定能让人精神焕发。我们可能很少考虑大自然在为我们提供餐桌食物方面所发挥的作用。然而,为生产这些以及我们所吃的许多其他水果和蔬菜的植物授粉所需的昆虫种类之丰富和多样实在令人惊叹。如果您喜欢在三明治上加西红柿、在茶里加蜂蜜、在野餐时加苹果派、或在芝士蛋糕上加草莓,那就感谢蜜蜂吧!

授粉:终极生态服务

授粉是将花粉从花的雄性部分运送到雌性部分的过程,从而进行受精并产生种子或果实。蜜蜂,尤其是本地野生蜜蜂,是最重要的昆虫传粉者,此外还有甲虫、苍蝇、飞蛾、蝴蝶、鸟类、蝙蝠和其他哺乳动物。虽然有些植物是风媒传粉的(例如针叶树、豚草以及玉米和谷类作物等草类),但动物授粉占开花植物繁殖的百分比高达90 ,其中包括我们所依赖的128种全球最重要粮食作物中的87种。

然而,人类并不是唯一依靠传粉媒介来获取所需食物的生物。自然生态系统的健康和连续性也严重依赖于授粉服务。传粉昆虫是生态基石物种,因为它们为全世界绝大多数陆生植物提供支持,而这些陆生植物构成了无数食物网的基础,维持着包括我们自己在内的所有生命的生存。

食蚜蝇停在圣约翰草上的图像,它们模仿蜜蜂,但不蜇人,以花蜜为食

食蚜蝇,又称花蝇或食蚜蝇,是一种不会蜇人的蜜蜂模仿者。成虫以花粉和花蜜为食,就像这只圣蝴蝶一样。圣约翰草花(Hypericum spp.)的幼虫是蚜虫和其他小昆虫的优秀捕食者。

花卉和昆虫专业

植物群落与动物群落共同进化。在自然选择的过程中,植物已经发展出高度专业化的花朵结构或特征,使得只有具有相应专业化的传粉者才能将花粉从花药(花朵的雄性生殖部分)转移到柱头(同一朵花或另一朵花的雌性部分)。当不同的花朵之间发生这种转移(称为异花授粉)时,整个植物群体的遗传多样性就会增强。更高的多样性使得植物种群更有可能适应环境变化并生存下来。

植物表现出各种各样的开花特征,这些特征会因不同的原因吸引传粉者,例如花的形状、大小、颜色或气味,产生的花蜜或花粉的数量,或花展的时间。

漆树花和大黄蜂的图像;这些花是许多传粉昆虫的宝贵食物来源。

盛开的漆树吸引着蜜蜂、黄蜂和甲虫。

一只貂蛾的图片,它栖息在一朵卡尔弗根花上,身上有黄色和红色的斑点

一种名为臭椿蛾的本地貂蛾,会飞到一朵紫薇根花(Veronicastrum virginicum)上,一只蚂蚁紧随其后。这种蛾的毛虫吃臭椿幼树的叶子,臭椿是一种外来入侵物种。

蜜蜂只吃花蜜和花粉,许多蜜蜂是寄主植物的专家,有些蜜蜂需要特定种类的花粉才能繁殖。大西洋中部地区几乎有30 % 的本地蜜蜂是花粉专蜂,而美国东部超过700蜜蜂中,多达70 % 是花粉专蜂。

然而,虽然许多昆虫可能会访问花朵以寻找花粉来获取蛋白质或获取花蜜来获取糖分,但并非所有昆虫都负责授粉。

真正的传粉者

相反,那些独特地适应特定花卉特征的昆虫才有可能成为真正的传粉者,无论是凭借生理适应还是行为适应。例如,某些植物的粘性花粉可能出现在扁平的圆盘状花朵上,其浅的着陆平台使得当蜜蜂走动并擦过花药时,花药中的花粉更有可能粘在蜜蜂腹部或腿部的毛发上。

相比之下,其他植物物种的花药呈管状,仅在尖端有一个小开口,或者沿着管的侧面有一系列小而窄的缝隙,可以让花粉流出,这种特殊性使花粉粒紧紧地挤在里面,使小昆虫难以接触到。这具有进化优势,可以最大限度地减少因产生无法到达必要目的地的过量花粉而可能损失的能量。

这种花需要“嗡嗡授粉”,而大黄蜂和其他几种本地蜜蜂在这项任务上非常高效。当蜜蜂在花朵内部和周围探索时,它会快速移动飞行肌肉,导致翅膀和身体以特定频率振动,从而有效地将花粉从花药的开口或缝隙中移出并释放出来。然后粉状花粉就会落到蜜蜂身上并粘在蜜蜂的毛发上。当本地蜜蜂进行嗡嗡授粉时(非本地蜜蜂不会访问番茄花朵),番茄产量会大大提高。

玛丽鲍德温大学的生态学家玛丽简埃普斯博士观察到另一种有趣的授粉现象,这种现象发生在原生杜鹃花( Rhododenron spp.)上,比如火焰杜鹃( R. calendulaceum ),这是一种原产于弗吉尼亚州西南部高海拔地区的灌木。这种植物的花朵呈亮橙色或黄色,其花药延伸到花的末端很远,以至于蜜蜂在探入漏斗时无法拾取到它们身上的花粉。本土杜鹃花如何授粉一直是个谜,直到埃普斯博士发现蝴蝶的翅膀是授粉的原因。

当蝴蝶在花朵上采蜜时,它拍打的翅膀会轻拍花药并释放出粘在翅膀上的花粉链。然后,花粉通过更多的翅膀拍打转移到花的雌性部分。虎斑燕尾蝶拍打翅膀的频率显然比其他蝴蝶物种要高,因此似乎在花粉传播方面最为有效。

一只东部虎斑燕尾蝶正在采食杜鹃花的花蜜。

一只东部虎斑燕尾蝶用它管状的口器(称为喙)在一株原生的长叶杜鹃(Rhododendron periclymenoides)中探测花蜜。花朵的长雄蕊将花粉保持在最顶端,即每根花丝末端的花药中,这种适应性使得蝴蝶的翅膀更容易擦到它们。

喇叭金银花的深管状花朵需要天蛾的长舌头才能到达植物的必要部位。

另一方面,甲虫主要被花香所吸引,例如大而独特的碗状木兰花的甜香味,或黄花紫菀的小花簇,或开花的海棠花、山胡椒和甜灌木的辛辣香味。

对传粉昆虫的威胁

可悲的是,过去几十年来对传粉媒介的大量调查研究表明,许多本地蜜蜂种群以及一些蝴蝶种群(例如帝王蝶)的数量正在稳步下降。由于土地使用方式和景观管理导致栖息地退化或迁移,从而降低了整体植被多样性,不同蜜蜂物种的范围也随之逐渐缩小或转移,以应对变化。环境对传粉媒介(实际上是大多数野生动物)的压力包括自然区域的减少和各种花卉资源和筑巢区域的枯竭、杀虫剂的广泛使用以及导致气温变化和相关寄生虫、疾病和入侵非本地物种增加的气候因素。这些因素相互关联,且大多由人为因素驱动。

虽然一些蜜蜂物种的数量仍然稳定,而且极少数蜜蜂物种可能实际上正在扩大其范围并增加数量,但几种大黄蜂物种的数量下降最为显著。美国大黄蜂( Bombus pennsylvanicus )和锈斑大黄蜂( B. affinis )只是两种曾经很常见的大黄蜂。过去20年间,锈斑熊蜂的数量下降了87 %,目前已被列入联邦濒危物种名单。

 小改变带来大改变

在住宅区或企业景观中种植传粉植物可以成为高度城市化或退化景观中的栖息地绿洲,我们在这些环境中添加的高质量花园越多越好。目前的研究表明,蜜蜂可以容忍一定程度的栖息地破碎化,只要栖息地总量足以满足它们对花卉资源和筑巢地点的需求。当栖息地斑块数量增加时,蜜蜂的数量和多样性也会相应增加,而当在同质或枯竭的景观中或附近种植斑块时,其积极影响会更大。避免使用广谱杀虫剂和杀菌剂等化学药品也可以减少对传粉者的压力。

停车场附近一座城市传粉昆虫花园的图片,里面种满了郁郁葱葱的花箱

弗吉尼亚州哈里森堡市中心的城市传粉者花园展示了丰富的栖息地在建筑景观中的价值。2019大约4 、 000本地植物于 5 月2020在城市各处的不同位置种植,为游客创建了传粉媒介走廊和相应的自助导览图。照片由哈里森堡市提供

DWR 总部外的地下传粉者花园,内有超过900种本地植物;显著增加了传粉者的数量

在2018和2019期间,位于亨利科县的弗吉尼亚州野生动物资源部总部的草坪被传粉昆虫栖息地植物所取代,从而改变了传统的办公园区环境。截至 6 月2020 ,已种植了超过900本地植物,包括超过40种品种,例如马薄荷属植物、西洋蓍草、紫苑花、黑心菊、马利筋属植物、石蒜属植物、金鸡菊、一枝黄花、福禄考、紫菀属植物和茛属植物。这种多用途区域中的栖息地斑块可以显著增加蜜蜂数量和传粉媒介物种多样性。

不要清理郊区和农村农场边缘的篱笆和树篱,而是让本地开花植物填满这些区域,或通过新的种植来恢复它们。在景观非常开阔的地方种植植物栖息地,例如定期修剪的郊区公共区域,或毗邻农业区的大片农作物田地。

选择对传粉者非常有益的本地植物物种,例如菊科植物,其中包括金鸡菊向日葵、黑心一枝黄花和露草等几个属,仅举几例。山薄荷 ( Pycnanthemum ) 和马利筋 ( Asclepias ) 也受到传粉者的高度重视。

传粉花园中各种花朵的图片;它们通常是黄色和橙色,因为这些颜色是蜜蜂喜欢的

本地多年生黑眼苏珊 (Rudbeckia hirta) 和马利筋 (Asclepias tuberosa) 的混合物。

避免修剪或干扰草丛和其他低矮、植被茂密的区域,因为这些区域为大黄蜂提供了食物资源和可能的巢穴。同样,应避免扰动土壤并提供直接进入裸露土壤区域的通道,例如在倾斜或排水良好的地方,因为几乎70 % 的本地蜜蜂物种会挖洞筑巢。

要知道,许多本地植物物种都有髓质或空心的茎,蜜蜂和其他昆虫可以将其用作产卵的安全场所,例如漆树、覆盆子、黑莓、接骨木、一枝黄花、北美枫杨和山茱萸。如果每年将部分新长出的枝条剪掉,那么内部的髓心就会更容易暴露出来,方便人们取用。让枯死或濒死的树木保留下来,因为蜜蜂会将卵产在蛀木甲虫幼虫在腐烂的木头中挖出的隧道里。

秋天,将落叶留在地面上,让植物的枯茎留在那里过冬,至少到五月中旬,以提供保护。如果必须提前砍掉它们,请将它们捆扎起来并放在土地的其他地方,以便蜜蜂和昆虫幼虫完成它们的生命周期并在春天出现。

现在是时候扩大我们的景观管理实践,将传统上被视为“废弃”空间的区域也纳入其中,例如路边、机场和公用事业通行权。如果我们稍微换个角度看问题,并多一点想象力,这些大片土地就可以转变为高产、充满活力的天然植物群落,供传粉昆虫和其他野生动物栖息。通过增加植物多样性并通过多用途栖息地使我们的景观多样化,我们可以开始扭转传粉媒介数量的下降趋势。短期内投入的时间和精力可以在长期内产生非常高的生态红利。

下次吃甜水果时,请考虑一下这些想法!

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  • 2020年6月24日