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雖然昆蟲體形很小,但由于數(shù)量巨大也會影響生物演化的方向和進(jìn)程。保護昆蟲不僅會讓作物產(chǎn)量提升,還會讓生態(tài)向有利于自然和人類社會的方向演化。
近日,法國國家科學(xué)研究中心和蒙彼利埃大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),生長在農(nóng)田里的開花植物越來越不需要昆蟲授粉了。隨著授粉昆蟲逐漸減少,這些開花植物的繁殖變得更加困難,它們正在向自花授粉的方向演化。在目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的約140萬種生物中,約六分之一的被子植物與35萬種傳粉動物構(gòu)成了陸地生態(tài)系統(tǒng)中復(fù)雜的植物-傳粉者互動網(wǎng)絡(luò),創(chuàng)造了全球豐富的生物多樣性。其中,傳粉昆蟲具有重要作用。
昆蟲數(shù)量巨大、種類繁多,已經(jīng)被人類記錄在案的昆蟲約有100萬種,占自然界中生物種類的一半以上。傳粉動物包括1000多種鳥類、200多種蝙蝠和100多種不能飛行的哺乳動物,但數(shù)量和種類最多的還是昆蟲。其中,鱗翅目(蝶和蛾)昆蟲占所有傳粉者種類的40%,約有14萬種;鞘翅目(甲蟲類)約有7.7萬種;膜翅目(蜂類等)約有7萬種。
蜜蜂、蝶、蛾、蟻、甲蟲都是重要的傳粉昆蟲,大約84%供人類食用的農(nóng)作物都要依賴它們傳粉?,F(xiàn)在,法國研究人員發(fā)現(xiàn),授粉昆蟲的逐漸減少導(dǎo)致一些植物向自花授粉演化,由此造成了人們難以察覺的后果—植物的葉、花、果實變小了。與二三十年前生長在巴黎地區(qū)的三色堇相比,如今生長在同一地區(qū)的三色堇花朵小了10%,花蜜產(chǎn)量減少20%,傳粉昆蟲也更少造訪這類植物了。這種情況形成了一種循環(huán),傳粉昆蟲越來越少導(dǎo)致花蜜減產(chǎn),花蜜減產(chǎn)又會加劇昆蟲數(shù)量的下降。
這種惡性循環(huán)有根可尋,農(nóng)業(yè)的集約化是造成昆蟲減少的重要原因。2022年,在《自然》雜志上發(fā)表的文章介紹了這樣一項研究。研究人員觀察并計算了近2萬種昆蟲(蜜蜂、螞蟻、蝴蝶、蚱蜢、蜻蜓等)的活動范圍和數(shù)量,涉及約6000個不同的地點。結(jié)果表明,最近40年來,農(nóng)業(yè)集約化和氣候變暖的疊加,使得全球昆蟲豐度減少近50%,物種數(shù)量減少27%,歐洲野生蜜蜂和蝴蝶種群分別下降31%和37%。
農(nóng)業(yè)集約化讓昆蟲減少的原因在于,作物的單一化會影響到生物多樣性。單一化種植會使農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能縮減,造成農(nóng)田肥力和生產(chǎn)力下降、養(yǎng)分循環(huán)失衡、病蟲害多發(fā),同時,無法吸引更多的傳粉昆蟲。
大量使用農(nóng)藥也是造成昆蟲減少的重要原因。農(nóng)藥包括殺蟲劑、殺菌劑、除草劑和殺螨劑等,它們對主要的授粉昆蟲—蜜蜂的危害比人們想象的要大得多。即便使用非致命劑量(即明顯無害的劑量),一種殺蟲劑也會將蜜蜂的壽命縮短約50%?,F(xiàn)在人工飼養(yǎng)的蜜蜂平均壽命為17.7天,而在20世紀(jì)70年代,這一數(shù)據(jù)為34.3天。原因在于,作物上某些毒性較強的殺蟲劑殘余會使蜜蜂在采集花粉時中毒而亡,有些毒素則會使蜜蜂失去辨別方向的能力,無法將花粉帶回蜂巢。另外,一些蜜蜂帶回蜂巢的花粉中包含了各類殺蟲劑、除草劑、殺菌劑中的有毒成分,這會使整個蜂巢受到污染,蜜蜂的免疫系統(tǒng)會受到嚴(yán)重?fù)p害。
氣候變化也會造成昆蟲生存困難。與人和其他生物一樣,昆蟲的生存也需要適宜的溫度。一般最適宜昆蟲生存的溫度是25~30℃,低于10℃,昆蟲活動減少,高于35℃,昆蟲會進(jìn)入休眠狀態(tài)甚至死亡。
除了人類的農(nóng)業(yè)行為和氣候變化,人類的其他行為也影響著傳粉昆蟲的數(shù)量和多樣性。并非一切人類的干擾都對傳粉昆蟲的生存不利,二者之間的關(guān)系比較復(fù)雜??茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn),人類活動的干擾強度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),對傳粉昆蟲的物種多樣性可能產(chǎn)生有利影響,有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展;人類活動的干擾強度過大,則會影響傳粉昆蟲的生存和傳粉的穩(wěn)定性。
中國科學(xué)家的一項研究解釋了人類行為對傳粉昆蟲數(shù)量和多樣性可能存在的影響,有利于理解人與昆蟲的關(guān)系。研究人員在河南鞏義市境內(nèi)捕獲了18576只傳粉昆蟲,分屬14目, 147科。為了便于觀察和統(tǒng)計,研究人員根據(jù)干擾指數(shù)將人類的活動分為輕度、中度和高強度干擾三種。結(jié)果顯示,人類活動對不同傳粉昆蟲有不同的影響。雙翅目物種(包括蚊、蠓、虻和各種蠅類)的多樣性在三種干擾強度下都能達(dá)到一個高水平, 在輕度干擾下多樣性最高;膜翅目物種(如蜜蜂、胡蜂、蟻等)的多樣性在中度干擾下達(dá)到最高;鞘翅目物種(如金龜子、天牛、象鼻蟲等)的多樣性在輕度干擾下呈現(xiàn)稍高狀態(tài),但整體上水平較低。不過,在人類的高強度干擾下,如城市、工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)的興建等,所有昆蟲都會在多樣性和數(shù)量上受到抑制。
此外,有一個現(xiàn)象值得注意:蜜蜂科動物的生態(tài)位寬度隨著人類活動干擾強度的增加而增加;反之,隨著干擾強度的降低而降低。生態(tài)位寬度是指一個物種所能利用的各種資源的總和。當(dāng)資源的可利用性減少時,物種的生態(tài)位寬度會增加。例如,在食物供應(yīng)不足的環(huán)境中,生物將被迫攝食一些過去不習(xí)慣的、次等的食物;在食物供應(yīng)充足的環(huán)境中,物種的生態(tài)位寬度會降低,生物僅需攝食最習(xí)慣攝食的少數(shù)食物。以蜜蜂為例,如果人類活動增強導(dǎo)致其食物(農(nóng)作物和野生植物)數(shù)量減少,它們就會減少對花蜜的采集,轉(zhuǎn)而攝食其他食物,這就會造成某些開花植物的繁殖變得更加困難,果實也會減少。這些植物也會向自我授粉的方向演化,正如法國科學(xué)家揭示的蜜蜂與三色堇的關(guān)系。
這些情況表明,關(guān)心和保護微小的生靈就是在守護人類的安全和健康。阻止對森林的亂砍濫伐,增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多元化,減少使用農(nóng)藥,采取多種行動減緩氣候變暖等措施對昆蟲的繁衍生息意義深遠(yuǎn)。比如,增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多元化可以采用建設(shè)植被緩沖帶、生態(tài)溝渠和喬灌草斑塊等農(nóng)田生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,還可以采用最新的“田內(nèi)條帶輪間作—田邊生態(tài)廊道構(gòu)建—田外非農(nóng)斑塊生態(tài)修復(fù)”技術(shù)模式。減少農(nóng)藥使用有多種方式,不能簡單理解為減少農(nóng)藥使用量,而是要讓農(nóng)藥使用結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化,采取綠色防控措施,全面禁止高毒農(nóng)藥使用,既能保證作物產(chǎn)量,又對環(huán)境友好。
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