我国苹果优势产区传粉蜂多样性及其传粉服务的景观影响机制研究

Bee diversity and the associated pollination service are critical to agricultural sustainability. In this proposal, bee diversity in apple orchards with different landscape complexity will be investigated at two main apple producing areas, including Northwest Loess Plateau region and Bohai region. Pollination service and pollination efficiency of both feeding bee and wild bee taxa groups, local intensive management practice (including pesticide application, ground vegetation) will be also investigated. We aim to understand the relationship between diversity of both bee taxa groups with the pollination service, and the state of bee pollinator diversity and pollination service provision in main apple production area of China, to understand how landscape structure and the interaction between landscape structure and local management drive the bee diversity and pollination service, and how this relationship and effects varied among regions. Finally, we will explore the management strategies for bee diversity and pollination service in main apple production areas of China based on above research results.

传粉蜂多样及其提供的传粉服务是影响农业可持续发展的关键因子。本研究以苹果这一重要的经济作物为切入点，通过在我国目前最为重要的两个苹果优势产区——西北黄土高原区和渤海湾果区，选取具有不同结构复杂度的景观中的苹果园，对苹果园中野生蜂、人工蜂多样性及传粉服务、传粉效率、局部集约化管理措施进行调查，研究不同传粉蜂类群（人工蜂、不同野生蜂）传粉效率、不同传粉蜂类群与传粉服务之间相关关系，分析景观格局本身、景观格局与局部集约化管理措施交互作用对苹果园传粉多样性及传粉服务的影响以及这种影响是否在不同区域间存在差异。本研究将为深入认识我国主要苹果产区传粉昆虫多样性资源和传粉服务供给状况、揭示景观格局对传粉蜂多样性及传粉服务影响机制，并为主要苹果产区传粉昆虫多样性的保护和传粉服务的管理提供科学依据和指导。

本研究在我国三个主要苹果优势产区——西北黄土高原区洛川、渤海湾北京昌平、渤海湾威海，选取具有不同结构复杂度的景观中的苹果园调查野生蜂、人工蜂多样性及传粉服务，分析景观格局、局部集约化管理对苹果园传粉多样性及传粉服务的影响机制，研究对农业景观生物多样性保护和修复、指导苹果可持续生产具有重要意义。研究结果显示：（1）三个主要苹果优势产区苹果园传粉蜂多样性存在显著差异。洛川的总传粉蜂、人工蜂和野生蜂活动密度最高，而昌平和洛川的野生蜂丰富度显著高于威海。三个地区人工授粉的坐果率比自然授粉平均高28.81%，而自然授粉的坐果率比排除昆虫授粉平均高55.76%，这一结果略低于基于全球研究数据meta分析的结果（分别为41%，71%），但均显示昆虫传粉对苹果产量和质量有显著贡献，苹果生产中尚存在相当程度的传粉限制情况，提升传粉服务促进苹果产量和质量尚有相当程度的空间。（2）三个地区人工蜂和野生蜂均能促进苹果的坐果，但是一些情况人工蜂可能对苹果果实重量有负效应，且人工蜂和野生蜂之间存在相互作用，果园中过高人工蜂多度可能会影响野生蜂的活动，从而导致苹果授粉的降低。（3）三个地区的研究结果均显示，果园周围半径500m范围景观中随半自然生境的面积或比例的增加，传粉蜂多样性呈现增加趋势，说明保持果园周围景观中的半自然生境对促进传粉蜂保护和传粉服务提升具有重要作用。低地表植被覆盖、高土壤全氮或全磷状况不利于传粉蜂多样性和传粉服务提升。景观中半自然生境可与局部地表植被覆盖管理、土壤养分状况发生互作、共同调控果园的传粉蜂多样性和传粉服务。（4）为促进苹果优质高产，修复提升景观中半自然生境以保护提升传粉蜂多样性及传粉服务、同时协同合理的施肥和土壤养分管理是重要的途径。此外，在难以恢复野生蜂多样性的地区，合理的引进人工蜂、选育较少依赖昆虫授粉的品种或者采用人工授粉也是可能的策略。