德国中部自然保护区与城市荒地传粉昆虫多样性及授粉服务功能比较研究

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Basic and Applied Ecology 3.0

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  本研究针对欧洲Natura 2000保护区对传粉昆虫的保护效能不足问题,通过对比德国中部自然保护区与城市荒地的传粉昆虫群落结构、访花网络及授粉服务(使用Borago officinalis和Trifolium pratense作为"pollinometers"),发现城市荒地野生蜂丰度与物种数更高,且授粉成功率显著优于保护区。该研究为城市生态空间纳入生物多样性保护网络提供了重要依据。

  

在全球生物多样性持续衰退的背景下,欧洲建立的Natura 2000保护区网络覆盖了欧盟18%的陆地面积,却未能有效遏制昆虫种群下降。尤其令人担忧的是,作为生态系统服务关键提供者的传粉昆虫(pollinators),其80%以上物种尚未被针对性保护。近年研究发现,城市绿地中未管理的荒地(urban wastelands)可能意外成为昆虫多样性热点,但这类生境与传统保护区的效能对比仍缺乏系统评估。

德国研究团队在《Basic and Applied Ecology》发表的研究,创新性地采用配对实验设计,比较了萨克森-安哈尔特州9对Natura 2000站点与邻近城市荒地的传粉昆虫群落。研究通过标准化采样(pan-traps和访花样线法)、植物-传粉者互作网络构建,以及使用Borago officinalis和Trifolium pratense作为授粉效率指示植物(pollinometers),量化了两类生境的生态功能差异。

昆虫生物量与访花者多样性
尽管总昆虫生物量无显著差异,但Natura 2000站点的野生蜂(wild bees)物种数(19.55±7.07种)显著低于城市荒地(27.11±7.45种)。特别值得注意的是,专性花粉采集的寡食性蜂(oligolectic bees)和地上筑巢蜂(above ground nesters)在城市荒地中更为丰富,这两类蜂对栖息地变化尤为敏感。

群落组成异质性
基于Bray-Curtis相似性指数分析显示,Natura 2000站点间的蜂类群落差异(0.21±0.10)显著大于城市荒地(0.33±0.10),表明保护区维持着更高β多样性。但令人意外的是,受威胁蜂种(Red List species)在两生境中数量相当,颠覆了保护区更利于濒危物种的传统认知。

授粉服务功能
实验植物种子结实率直接反映生态功能差异:Borago officinalis在城市荒地的单花结籽数(1.7±0.5粒)显著高于保护区(1.1±0.7粒);Trifolium pratense的差异更为明显(城市45±11粒 vs 保护区21±21粒)。模型分析揭示野生蜂丰度(特别是熊蜂Bombus spp.)是预测授粉效率的关键因子。

讨论与启示
该研究首次证实城市荒地能超越Natura 2000保护区支持更高传粉多样性,其机制可能源于:1)城市异质景观提供连续的花卉资源与多样化筑巢微生境;2)农业景观中保护区的农药渗透效应。研究建议将城市荒地纳入区域保护网络,同时优化保护区管理(如调整割草时序)以保障寡食性蜂资源需求。

这项研究为欧盟"2030年保护30%陆地"目标提供了关键科学依据,证明传统保护区设计需结合城市生态空间才能有效应对传粉昆虫衰退危机。未来研究需关注不同管理措施(如轮牧制度)对保护区传粉昆虫群落的长效影响。

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