蜜蜂與生態(tài)環(huán)境

羅文華 王瑞生 楊秀珍 郭 軍

（重慶市畜牧科學(xué)院，榮昌 402460）

蜜蜂在動(dòng)物界分類中屬節(jié)肢動(dòng)物門、昆蟲綱、膜翅目、蜜蜂科、蜜蜂屬。蜜蜂總科昆蟲種類極多，全世界約有 2.5～3.0 萬(wàn)種，其中有記載的有 1.2 萬(wàn)種[1]，我國(guó)地大物博、資源豐富，蜜蜂總科的昆蟲有3000余種，其種類和數(shù)量在我國(guó)南方分布較豐富。蜜蜂在生態(tài)系統(tǒng)中具有十分重要的作用，愛因斯坦曾預(yù)言：當(dāng)蜜蜂從地球上消失的時(shí)候，人類將最多在地球上存活四年[2]。人類利用的1330種植物，有1000種需要蜜蜂授粉，蜜蜂在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，蜜蜂的減少會(huì)誘發(fā)生態(tài)惡化。在數(shù)千萬(wàn)年的歷史進(jìn)程中，蜜蜂和被子植物形成了相互作用、相互適應(yīng)的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系，被子植物為蜜蜂提供了蛋白質(zhì)、能量等食物來源和賴以生存的自然環(huán)境，而蜜蜂為被子植物傳粉促進(jìn)了被子植物的生殖繁衍；全世界80%的顯花植物需要昆蟲授粉才能正常生長(zhǎng)繁殖，而其中85%的植物依靠蜜蜂授粉，依靠蜜蜂授粉的顯花植物約有17萬(wàn)種[3]；蜜蜂授粉實(shí)現(xiàn)了遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，增加了種籽的數(shù)量和活力，有利于植物的繁育茂盛，保持了植物的多樣性，有利于生態(tài)環(huán)境植被的修復(fù)。

1 蜜蜂在自然生態(tài)系統(tǒng)中的地位

生態(tài)系統(tǒng)是指生物群落及其地理環(huán)境相互作用的自然系統(tǒng)，由無機(jī)環(huán)境、利用光合作用生產(chǎn)有機(jī)物的生產(chǎn)者(綠色植物和光合細(xì)菌)、消費(fèi)者(動(dòng)物)以及分解者(腐生微生物)四個(gè)部分組成。無機(jī)環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)的非生物組成部分，包含光、水、無機(jī)鹽、空氣、有機(jī)質(zhì)、巖石等；植物利用光合作用將無機(jī)環(huán)境中的無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物、將光能轉(zhuǎn)化為生物能，在物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)上是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者；被子植物經(jīng)過復(fù)雜的生理過程形成蜜露和花粉，并引誘蜜蜂采集，一方面，工蜂將采集的花粉和蜜露釀制成蜂蜜和蜂糧，并分泌蜂王漿，為人類提供優(yōu)質(zhì)的保健食品，成為第二生產(chǎn)者；另一方面，蜜蜂也食用花粉和蜂蜜，成為第一消費(fèi)者；在自然生態(tài)系統(tǒng)中，許多動(dòng)物如胡蜂、鳥、蟾蜍等是蜜蜂的天敵，以蜜蜂為食物，蜂螨等寄生蟲也靠吸取蜜蜂營(yíng)養(yǎng)液而生存，人類取食蜂蜜和蜜蜂幼蟲，這些動(dòng)物均成為第二消費(fèi)者。在蜂群內(nèi)，蜂蜜、蜂糧和分泌的蜂王漿是雄蜂、蜂王及其幼蟲的食物，蜂群內(nèi)的雄蜂和蜂王也是第二消費(fèi)者；蜜蜂和其他消費(fèi)者死亡后被微生物分解，進(jìn)入土壤，從而完成整個(gè)生態(tài)循環(huán)。

蜜蜂在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，既是消費(fèi)者，又是生產(chǎn)者，尤其是與蜜源植物的相互依存的關(guān)系，決定了蜜蜂在生態(tài)系統(tǒng)中的重要地位。

2 蜜蜂與植物的協(xié)同進(jìn)化

2.1 植物對(duì)蜜蜂的適應(yīng)性進(jìn)化

科學(xué)界普遍認(rèn)為，蜜蜂和被子植物是協(xié)同進(jìn)化的。早在白堊時(shí)期，蜜蜂主要以裸子植物及其花粉為食[4]，隨后植物開始由不顯花向顯花進(jìn)化，出現(xiàn)被子植物，蜜蜂在采集植物花蜜與花粉的過程中，使被子植物朝氣篷勃，不斷繁衍，實(shí)現(xiàn)物種的延續(xù)和發(fā)展[5]。蜜蜂從一朵花飛到另一朵花上，身上粘附的花粉隨蜂轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)初期植物的傳花授粉。由于異花授粉使授粉植物更加強(qiáng)壯，得以在生存競(jìng)爭(zhēng)中保存下來。為了吸引更多的昆蟲異花授粉，植物蜜腺開始發(fā)育，并且越來越發(fā)達(dá)，泌蜜量逐漸增加，蜜汁變得更加甘甜；花蜜的香味也開始增強(qiáng)，變得更加芳香；為適應(yīng)蜜蜂在花上的采集活動(dòng)，植物的花朵開始由小變大；為了蜜蜂便于尋找花朵，花的顏色逐漸變得鮮艷[6]；蜜蜂在采集植物花蜜與花粉的過程中，使被子植物不斷繁衍，實(shí)現(xiàn)物種的延續(xù)和發(fā)展。被子植物能有如此眾多的種類，有極其廣泛的適應(yīng)性，主要是由于蜜蜂授粉導(dǎo)致其的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和完善化。特別是繁殖器官的結(jié)構(gòu)和生殖過程的特點(diǎn)，為它適應(yīng)、抵御各種環(huán)境提供了內(nèi)在條件，使它在生存競(jìng)爭(zhēng)、自然選擇的矛盾斗爭(zhēng)過程中，不斷產(chǎn)生新的變異，產(chǎn)生新的物種，被子植物不斷進(jìn)化演變逐漸形成了如今萬(wàn)紫千紅、五彩繽紛的花花世界。

2.2 蜜蜂對(duì)植物的適應(yīng)性進(jìn)化

根據(jù)古生物化石資料和現(xiàn)代科學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，蜜蜂起源于白堊時(shí)期，距今約1.45億年，遠(yuǎn)古蜜蜂改變了的胡蜂的捕獵其他節(jié)肢動(dòng)物幼蟲的肉食性習(xí)性,成為采集植物花粉及花蜜的素食動(dòng)物。為了采集蜜汁和花粉，蜜蜂的身體構(gòu)造開始適應(yīng)性變化：蜜蜂全身密生絨毛并分叉，以便粘附更多花粉；蜜蜂的三對(duì)足有花粉刷、花粉櫛、花粉耙和花粉筐等，可以收集身體絨毛上的花粉，并集中放在花粉筐內(nèi)形成花粉團(tuán)帶回蜂巢；嘴變成咀嚼式，上腭發(fā)達(dá)，便于啃食花粉和撕開花瓣采集蜜汁；長(zhǎng)舌(中唇舌)變得更長(zhǎng)，便于采集深冠管狀花朵的花蜜。蜜蜂在演化過程中，與植物協(xié)調(diào)進(jìn)化，逐漸代替了其他傳粉昆蟲，蜜蜂與植物的相互適應(yīng)、相互依存關(guān)系也得到進(jìn)一步發(fā)展。

3 蜜蜂在生態(tài)系統(tǒng)中的作用

在人們的傳統(tǒng)觀念中，蜜蜂的作用就是生產(chǎn)蜂產(chǎn)品。其實(shí)，蜜蜂最大的作用是為植物傳粉，保持植物的多樣性，維持生態(tài)平衡。2004年《Nature》雜志報(bào)告“如果沒有蜜蜂和蜜蜂的授粉，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)將會(huì)崩潰”；法國(guó)《科學(xué)與生活》雜志報(bào)道：由于蜜蜂的減少，誘發(fā)了生態(tài)劇變；2004年，美國(guó)在發(fā)現(xiàn)蜜蜂基因序列的評(píng)論中稱：如果沒有蜜蜂,整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)將會(huì)崩潰；2006年，美國(guó)出現(xiàn)史無前例的因蜂群衰竭失調(diào)（CCD）引起的蜂群丟失現(xiàn)象后,美國(guó)國(guó)會(huì)經(jīng)聽證拔巨資對(duì)蜜蜂進(jìn)行研究和保護(hù)[7]?？傊?，大量的科學(xué)研究表明：蜜蜂在自然生態(tài)系統(tǒng)的作用是不能忽視的，蜜蜂的減少會(huì)誘發(fā)生態(tài)劇變，也會(huì)嚴(yán)重威脅人類的生存。

3.1 蜜蜂授粉保持植物多樣性

生物多樣性是指一定范圍內(nèi)多種多樣活的有機(jī)體(動(dòng)物、植物、微生物)有規(guī)律地結(jié)合所構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)綜合體。蜜蜂采訪植物在某一特定時(shí)間內(nèi)，具有明顯的專一性，每次出巢只采訪一種植物的花朵，這主要是蜜蜂的學(xué)習(xí)和記憶能力所致；蜜蜂每天會(huì)采集成千上萬(wàn)朵花，為同種植物不同植株進(jìn)行花粉傳播，而同種植物不同植株之間的花粉傳播會(huì)導(dǎo)致等位基因的相互交流和等位基因之間的多種遺傳組合，產(chǎn)生更多的遺傳多樣性[8]。蜜蜂的采訪半徑一般在3～5km，相距一定遺傳距離的植株之間進(jìn)行花粉傳播，可在其子一代產(chǎn)生明顯的雜交優(yōu)勢(shì)，提高植物后代的生產(chǎn)力和抗病力，使其后代能吸收轉(zhuǎn)化更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，果實(shí)更加碩大，種子更為飽滿，提高了環(huán)境的適應(yīng)性，促進(jìn)了植物的繁衍發(fā)展，保持了物種多樣性。

3.2 蜜蜂授粉是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)重要的保護(hù)措施

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，我國(guó)授粉昆蟲數(shù)量急劇下降，導(dǎo)致一定區(qū)域內(nèi)授粉昆蟲數(shù)量不足；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，高毒性、高濃度、大劑量殺蟲劑的使用導(dǎo)致授粉昆蟲數(shù)量銳減，蟲媒花作物授粉昆蟲嚴(yán)重缺乏；尤其是迅猛發(fā)展的設(shè)施農(nóng)業(yè)，各種類型的化學(xué)藥物、生長(zhǎng)素濫用成風(fēng)，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品及其生產(chǎn)環(huán)境存在著嚴(yán)重的藥物殘留，特別對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。蜜蜂授粉可減少和避免化肥、殺蟲劑、農(nóng)藥和生長(zhǎng)激素的使用，降低這些有害物質(zhì)對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的破壞，進(jìn)而改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)起到保護(hù)作用，是生態(tài)農(nóng)業(yè)中不可缺少的一項(xiàng)重要措施。

3.3 蜜蜂授粉可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)

蜜蜂授粉不僅能使農(nóng)作物增產(chǎn)，還能使農(nóng)作物增效，因此，蜜蜂被形象地稱為“農(nóng)業(yè)之翼”；據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部報(bào)道，蜜蜂授粉所帶來的增產(chǎn)效益是蜂產(chǎn)品效益的143倍[9]。蜜蜂授粉帶來的農(nóng)業(yè)生態(tài)效益將無可估量的，蜜蜂可使農(nóng)作物在最佳時(shí)間得到充分、反復(fù)的授粉，顯著提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)作物的大量種植，有利于農(nóng)作物物種的生存和繁衍。研究表明：蜜蜂授粉油菜可提高產(chǎn)量10%以上，水稻增產(chǎn)2.44%，蘋果產(chǎn)量提高2倍以上；另外，蜜蜂授粉還可以使果實(shí)中的某些營(yíng)養(yǎng)成分增加，如100g黃瓜中維生素C的含量增加0.25mg，100g西紅柿中果糖和葡萄糖的含量增加0.14%；蜜蜂授粉可使種籽發(fā)芽率提高和籽粒增重，如：棉籽千粒重增加3%，發(fā)芽率提高29%；水稻千粒重增加2.6%～2.94%；油菜千粒重增加5.1%～28.1%[10]。在我國(guó)西部大開發(fā)、退耕還林還草戰(zhàn)略中，生物授粉媒介發(fā)揮著無法替代的作用，如利用蜜蜂為三葉草授粉可增產(chǎn)4倍，為苜蓿授粉可增產(chǎn)2～4倍[11]；蜜蜂授粉不但可以提高牧草種子的產(chǎn)量，還可以提高種子生命力和抗逆性；因此，蜜蜂可促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)繁育和發(fā)展。

3.4 蜜蜂及其產(chǎn)品是生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的指示器

在受到殺蟲劑、重金屬、農(nóng)藥等污染的環(huán)境中，這些有害物質(zhì)會(huì)通過植物的生物富集作用或接觸蜜粉源植物的蜜腺和花朵,而聚集在植物的花蜜和花粉中。蜜蜂采集了這些花蜜和花粉后，會(huì)在其體內(nèi)或蜂產(chǎn)品中殘留，因此,通過檢測(cè)和分析該環(huán)境中蜜蜂身體及其產(chǎn)品中的各種監(jiān)測(cè)成分的殘留狀況，便可以間接地判斷該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的污染狀況。蜜蜂在各地均有分布，采集半徑按3km計(jì)算，一群蜜蜂環(huán)境監(jiān)測(cè)范圍可以達(dá)到28.3 km2，監(jiān)測(cè)區(qū)域廣闊[12]；蜜蜂有蜂蜜和花粉等產(chǎn)品，還可以通過不同的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測(cè)；蜜蜂采集具有專一性，由此可以準(zhǔn)確判斷污染存在的區(qū)域；同時(shí)，蜂群移動(dòng)方便，可隨意移動(dòng)到需要監(jiān)測(cè)的環(huán)境；因此，蜜蜂及其產(chǎn)品是生態(tài)環(huán)境理想的監(jiān)測(cè)器。

3.5 蜜蜂是生態(tài)環(huán)境植被理想的生物修復(fù)因子

蜜蜂作為生態(tài)環(huán)境植被修復(fù)因子不僅成本低，而且效果顯著，且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，還能保持生態(tài)環(huán)境植物的多樣性，維持生態(tài)平衡；對(duì)珍稀植物的保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)以及高原荒漠地區(qū)的開發(fā)利用具有重要作用，其生物修復(fù)作用是不可替代的。因此，蜜蜂作為植被的生物修復(fù)因子具有廣闊的運(yùn)用前景。

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