互动科普

蜜蜂蜂群不明原因大量消失，许多农作物没有了为它们授粉的昆虫。恢复本土蜂种能避免蜜蜂种群和农业体系的崩溃。

撰文：希拉里·罗斯纳（Hillary Rosner） 翻译：吴杰、徐龙龙

你也许能找出很多理由不去农田里数花粉粒，但加利福尼亚大学伯克利分校的保育生物学家克莱尔·克雷曼（Claire Kremen）却觉得，这是消磨下午时光的好方式。所以，你可能无法改善美国的食品供应，拯救美国即将崩溃的农业体系，而克雷曼兴许能做到这些。

10年前，在马达加斯加工作了多年的她，开始注意家乡发生的一个越来越严重的问题。

那时，蜂群崩溃综合症（Colony Collapse Disorder，CCD，又称蜂群崩溃失调症）尚未被命名，但美国养蜂人已经报告了他们的蜂箱中有大量蜜蜂死亡的现象。三分之一的美国食品供应作物主要依赖家养的欧洲蜜蜂，即我们平时所说的蜜蜂授粉，比如苹果、杏、桃、莴苣、南瓜、西瓜、草莓、花椰菜等作物。克雷曼开始考虑其他蜂类。野生的本土蜂种是否可以减少蜜蜂的工作量，从而减轻我们对蜜蜂的依赖？

当时，克雷曼和她在普林斯顿大学实验室的研究生尼尔·威廉姆斯（Neal Williams），以及著名的蜂类分类学家罗宾·索普（Robbin Thorp）一起，在加利福尼亚州中央河谷研究西瓜授粉。克雷曼和她的团队监控了39种蜂的访花频率和每只蜂携带的花粉量。基于此前的研究，他们知道，一朵花要顺利受精并发育成一个美味多汁的西瓜，大约需要1,000粒花粉。在有机农场，周围有许多野生植物，种植户甚至不用操心去向养蜂人租借蜂群。本土的野生蜂已经做了所有的工作，年复一年地为农民节省开支。相反，在大面积栽培单一作物的传统农场，野生蜂几乎没什么作为。这时如果没有蜜蜂，农民就只能去找新工作了。

2002年，克雷曼等人的研究论文发表在 《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。他们在论文中推断，在农场中恢复本土蜂栖息地后，农民可以“用本土蜂弥补蜜蜂数量的短缺，降低投资风险”。10年来，这篇有预见性的论文已被其他研究人员引用了614次。在这期间，蜂群众多疾病的名单之中又加入了CCD，养蜂人的经济命运也日益危险。2007年，克雷曼从麦克阿瑟基金会（MacArthur Foundation）获得了天才奖（Genius Grant，该奖由麦克阿瑟基金会设立，每年奖励20至40名在各个领域、不同年龄的美国人，表彰他们“在持续进行创造性工作方面显示出非凡能力和前途”）。她说：“蜜蜂正在向我们讲述农业体系中一些非常基本的要素，以及我们的农业体系已经变得多么不平衡。”

美国军方为克雷曼现在的工作提供了部分资金，因为他们需要保障国家的粮食安全。克雷曼表示：“这是为了保证农业乃至整个社会系统有弹性和恢复力。”我们从日常饮食中摄入的维生素，很大一部分都来自需要昆虫授粉的作物——98%的维生素C，70%的维生素A，55%的叶酸，74%的脂类。“如果所有的传粉者都灭绝了，我们可能也不会饿死，”克雷曼说，“但我们会得坏血病或一些其他维生素缺乏病症。”

蜜蜂危机显示，我们的食物供应体系存在极大风险，这是因为农业体系过于依靠单一昆虫为如此多的作物授粉，而这是在无意之中造成的。正如作家汉娜·诺德豪斯（Hannah Nordhaus）在她的著作《养蜂人的叹息》（Beekeeper's Lament）中写的那样：“农民期待蜜蜂能像一种农场机械一样，如同振动器、清扫器、旋耕机和联合收割机。”但蜜蜂是活的生物，受限于真实的生物学特性。尽管有400年的驯化历史，但关于蜜蜂仍然有许多我们不能控制的因素，例如蜜蜂对寄生虫、病毒和气候的敏感性。它们可能已经被驯化了，但它们并不像家畜一样完全生活在围栏中。

不过，有一些因素是我们可以控制的，即环境因素，它主宰着蜜蜂的生命周期。实际上，从某种意义上说，我们已经人为打造了一种环境模式，而对蜜蜂来说，没有比现在的这种环境更糟的了。克雷曼说：“我们的单一作物模式，对传粉昆虫有着巨大的需求，除了引进蜜蜂，几乎没办法满足这种需求。如果蜜蜂生病了，出问题了，我们该怎么办呢？”

消失的蜜蜂

我们知道，蜜蜂（Apis mellifera，更确切地应该称为欧洲蜜蜂或西方蜜蜂）在1620年前后首次随着英国船只传入美国。一开始，各种害虫和病原菌就困扰着蜂群。养蜂是一场离死神镰刀只有一两步距离的残酷战斗，蜜蜂经常遭到蜡螟、美洲幼虫腐臭病、旱灾、微孢子虫病的侵袭，而这些病害，还只是数世纪以来，蜂群和养蜂人面对的威胁中的少数几种。

2006年秋季，一个颇具传奇色彩的养蜂人——戴夫·哈肯伯格（Dave Hackenberg）发现，他在佛罗里达州饲养的400群密蜂中有360群已经毫无生机，看不到任何蜜蜂。“蜂箱中装满了花粉、蜂蜜和幼虫，它们在等待，像幽灵船一样等它们的居民回去，”诺德豪斯写道，“但蜜蜂再也没有回来。”

经过那个冬季之后，有些养蜂人失去了90%的蜂群；全美三分之一的蜜蜂蜂群崩溃，而且很多蜂群都是这样神秘消失的。研究人员把这种蜂群消失现象命名为“蜂群崩溃综合症（CCD）”（参见《环球科学》2009年第5期《蜂群为何神秘消失》），但这个术语很快被人们用来借喻蜜蜂的所有疾病了。

长期以来，科学家们都未能找到引起CCD的元凶。最近的一系列研究发现，CCD可能和一种广泛使用的农药有关——烟碱类杀虫剂（neonicotinoids），但CCD的发生，肯定不完全是因为这类杀虫剂。最有可能的情况是，烟碱类杀虫剂只是引起蜜蜂种群数量下降的一个间接因素，它使蜂群更容易受到病原体的侵袭，比如导致微孢子虫的寄生真菌和吸食蜜蜂血淋巴、传播严重病毒性疾病的蜂螨（varroa mites，蜂螨是一种赭色的寄生虫。在澳大利亚，烟碱类杀虫剂被大量使用，但那里没有蜂螨，蜜蜂蜂群仍然健康）。其他因素包括杀真菌剂、旱灾和食物多样性不足，也可能是引起CCD的原因。

重要的问题是，我们的农业体系依赖于蜜蜂，同时也导致了它们的死亡。依靠单一蜂种，为近100种不同的农作物授粉是难以维持的。每年养蜂人用卡车后面的牵引式挂车将蜂群运到各地，追赶各种作物的花期：从杏到樱桃，再到苹果，等等。当没有作物开花时，蜜蜂经常没什么食物。在这种时候，养蜂人会给蜂群饲喂玉米糖浆或白糖水，但与自然花粉和花蜜相比，这些东西几乎没有营养价值。最重要的是，在主要作物授粉期，如杏花期，美国各地的约150万群蜜蜂会聚在加利福尼亚州，创造了近乎完美的疾病传播环境。想像一下，如果全国各地幼儿园的孩子在一处集会，那里将会有多少种病菌。

创造栖息地

在4月初一个阳光灿烂的日子，杏花刚谢不久，我动身前去克雷曼和威廉姆斯那里。在加利福尼亚州戴维斯，紧邻胡桃树林，研究人员种植了一排绵延几百米的以高大灌木植物为主的树篱：西方紫荆花、咖啡豆、胶草、鼠尾草以及常绿灌木丛。灌木丛的花在不同的时期盛开，黑色的小蜂在花丛之中飞来飞去。它们是红切叶蜂（mason bees），以善于在树林中筑泥巢而闻名。

去年，克雷曼和她的团队共记录到130种本土蜂被吸引到40个不同的农场树篱附近。根据历史记录，加利福尼亚州曾有1 600种本土蜂，但不清楚现在还剩下多少种。最近一项发表在《科学》杂志上的研究发现，在120年间，伊利诺伊州有一半的野生蜂种灭绝了，主要是因为野生开花植物数量减少。另一项研究表明，有4种熊蜂在美国的栖息地已经消失了87%，而它们的数量已减少了96%。

克雷曼希望她能够证明，树篱能吸引野生蜂，而这点已经很明显。并且她还希望自己能够证明，树篱能增加区域内本土蜂的总数量和多样性，而并不只是将蜂从其他区域吸引过来。“你种的这些树篱有可能吸引了附近所有的蜂类，”克雷曼实验室的博士后研究员雷森·麦克戈尼格（Leithen M'Gonigle）说，“但当你的作物开花时，你会希望作物比树篱更有吸引力。”换句话说，所恢复的植被结构是否合理，可能非常重要。

在一个属于加利福尼亚大学戴维斯分校的研究农场里，有一大片高度及膝的植被，一些已经出蕾和开花。它们种植在整齐有序的农作物行列之间，随着作物蔓延到远处的地平线。在这里，威廉姆斯用多年生和一年生的开花植物做杂草实验。使用这些植物，可能会吸引那些不想在农场费劲处理木本植物的农民。在威廉姆斯目前正在进行的实验中，选定的9种植物综合考虑了耐旱、本土的、在整个季节保持多样性和丰茂这三个因素。

科学家们希望能够了解本土蜂和蜜蜂之间的交互作用。今年发表的一项研究中，威廉姆斯和克雷曼实验室的研究人员发现，当多种本土野生蜂和人工饲养的蓝色果园蜂（blue orchard bee）存在时，蜜蜂能更有效地为杏花传粉。蜜蜂授粉效率越高，同一块田里需要的蜜蜂数量就相对越少。研究人员正在分析，本土蜂是否留下了一种特定的“化学足迹”，使蜜蜂警觉，从而更卖力地工作。

树篱和野花，园丁可能会觉得对他们来说简单得到了无聊的程度。这事情看起来很平常，但恢复本土蜂在农场的栖息地，可能代表了一场农业革命的开始——这场革命能让我们大多数食品的供应更稳定。目前没有合适的技术可以为农作物授粉。在中国的西南地区，栖息地的消失、农药的肆意使用和过度取蜜的综合作用，使蜜蜂数量下降。在那里，果农们用小刷子将花粉从一朵花传到另一朵上，手工为果园里的苹果和梨授粉。这种付出大量劳动的方法，如果用于并非劳动密集型作业的美国，将使美国的水果非常昂贵。蜂——不只是蜜蜂，而是所有的蜂类——是美国唯一的希望。

科学家计划通过作物授粉综合项目（Integrated Crop Pollination，ICP）启动这次农业革命。ICP是美国农业部资助的项目，由一系列提升授粉蜂类数量的措施组成，包括扩大栖息地，减少农药使用和驯养其他传粉者。目前该项目已驯养了几种其他蜂种，比如蓝色果园蜂已实现商用，能帮助农民弥补蜜蜂群体数量的不足。

ICP项目是鲁弗斯·艾萨克（Rufus Isaac）想到并提出的。作为美国密歇根州立大学的一名昆虫学家，艾萨克将很多时间花在了正在结果的灌木上。在研究日本金龟子和其他蓝莓害虫的防控方法时，他开始注意到所有的蜂类。当然，其中有蜜蜂，但也有密歇根州的本土蜂，如圆胖的熊蜂（B. impatiens，又叫大黄蜂），“长发披肩”的地花蜂（Andrena bee），以及在纤细的植物中空的茎中筑巢的又小又黑的芦蜂（Ceratina bee）。艾萨克意识到，没有人真正知道，在美国的蓝莓种植地上有多少种蜂。所以，他让实验室的研究生朱丽安娜·图尔（Julianna Tuell）着手进行分类。图尔发现，有112种本土蜂在盛花期穿行于蓝莓地中，在花期之前和之后，还有另外54种蜂活动。

大部分的美国本土蜂都是独居的：单个个体在地上筑巢生活，而不是生活在社会性的蜂巢中。最常见的是卡罗来纳地花蜂（Andrena carolina），一种中等个头的褐色蜂，只采集蓝莓类植物的花粉，包括蔓越莓、越橘和杜鹃。不过总体而言，大部分的蜂种是多面手，能从广泛的植物种类里采集花粉。

几年前，艾萨克像克雷曼一样，决定研究野生蜂为蓝莓授粉所贡献的经济价值。研究人员已经估算出，在美国，每年由野生蜂为作物授粉贡献的总价值约为31亿美元，由蜜蜂授粉贡献的经济价值大约有150亿美元。艾萨克发现，在不到1英亩（1英亩=0.404 686 公顷）的小块田地里，野生蜂负责了82%的授粉工作；而在1.5至16英亩的大片田地里，野生蜂授粉只占11%。因为密歇根州的蓝莓大都种植在大型农场，艾萨克估计，野生蜜蜂为这个州12%的蓝莓进行了授粉。艾萨克表示，这几乎已经能消除蜜蜂数量下降带来的风险了。

但如果采用经济鼓励措施，让农民选择在休耕地、易发生霜冻的地、土壤贫瘠或不适合种植蓝莓的土地为蜂类添加栖息地，事情就可能是另一种状况。艾萨克实验室的一个研究生调研了5块10英亩的蓝莓种植田，每块地都额外配置两英亩的野花区，野花区由多种密歇根本地的野花组成，它们的花期从春天一直持续到初秋。这项还没有正式发表的研究显示，本土蜂群数量的蓬勃发展使蓝莓产量增加到了这样一种程度：农民可以在3到4年内收回建立栖息地的成本。艾萨克说，建设栖息地的成本约为600美元，但美国农业部自然资源保护局（Natural Resource Conservation Service）将承担50%到90%的建设费用。

研究人员在继续寻找培育本土蜂的最好方法，但农民现在已经可以开始改善作物授粉情况了。在加利福尼亚大学伯克利分校的某栋办公楼里，克雷曼办公室的正上方是蜜蜂生物学家戈登·弗兰基（Gordon Frankie）的办公室，他已经花了10多年时间研究如何在城市花园中构建理想的蜂类栖息地。现在弗兰基已开始将他的成果运用到农业中。“你不能用一刀切的方法，”弗兰基说，“每个农场都有所不同，也有不同的需求。但我们的想法是，可以编写一个适用于任何农场的指导方针——你需要这个，这个和这个。” 在距加利福尼亚大学伯克利分校约一小时路程的布伦特伍德，弗兰基在4个农场的黑莓和樱桃树附近混植了灌木和草本植物。弗兰基希望创建一系列的实例来进行研究——“从一种果树到一排作物，从25英亩到145英亩”——这样，研究结果可以应用到类似的农场类型上。

与此同时，使用克雷曼、威廉姆斯及其他人的实验数据，薛西斯戈灰蝶协会（Xerces Society）与美国农业部自然资源保护局合作开展了一个“传粉增强计划”（pollinator-enhancement program）。自2009年以来，该协会已经培训了20,000多名人员，包括农场主、农业部代表、合作推广代理，使他们认识到本土蜂的价值。协会还开发出了一套具体指导措施，向农民说明如何设计一片草地来吸引本土蜂，并把杀虫剂对本土蜂的影响降到最低。

一个接纳本土野生蜂的农场可能最终会优于一个依赖蜜蜂的农场。超过20 000种野生蜂嗡嗡地飞在世界各地，这些野生蜂集群从疾病或极端天气中恢复的能力，比任何单一一种蜜蜂的都强。克雷曼相信，树篱只是第一步。真正的挑战是，当扩展到1,000英亩的农场时，如何将传粉者吸引到大量的单一作物上来。在她设想的一个体系中，农场被划分成区块，在不同的时期开花，所以传粉者总有食物吃。

一些农民已经开始使用这个体系。在中央河谷，弗兰克·穆勒（Frank Muller）和他的两个兄弟种植多种传统的和有机的作物，为西夫韦和沃尔玛之类的连锁商店供应所有食物：包括罐装西红柿、酸渍黄瓜，以及从杏仁到酿酒葡萄再到向日葵等。穆勒兄弟已栽种了各种植物，准备好了能吸引本土蜂的栖息地，也开始在农场自己养蜂。穆勒说：“从2月到8月或9月，它们可以靠农作物生存。”农民也会种植特定的植物，在剩下的几个月为蜂提供花蜜。对于缺少蜜蜂的危机，穆勒认为：“只要我们换一种管理方式，就不会失去我们的蜂。”

现在，像穆勒这样的农场主仍是少数。并不是所有的农场主都准备改变他们以住的习惯，去做一些事或花一些钱，以吸引更多的传粉者，除非蜜蜂困境直接影响到他们。不过随着蜜蜂一直遭受CCD的侵扰，越来越多的农民可能会改变他们的想法。

麦克戈尼格认为，蜜蜂的危机可能让我们“因祸得福”，因为“它迫使我们思考，‘如何保持粮食产量？’从长期来看，当我们回头看时会说，‘哇，这是个好事，是让我们改变的好方式，让我们开始关注本土物种的保护’”。

当我看到蜜蜂和它们的野生同类，穿梭在克雷曼种植的一个开着紫花的树篱中时，很快就明白了她的想法。依赖蜜蜂，我们已经形成了一个现代农业体系，所以我们从来没有认真思考一下这个事实：依靠单一传粉者也许是不可持续的。这或许是一扇机会之窗，虽然通过它时可能会付出一些代价。

本文译者：

吴杰是中国农业科学院蜜蜂研究所所长、研究员，主要从事蜜蜂授粉、蜜源植物、野生昆虫饲养繁育、蜂业经济等研究工作，主编了《蜜蜂学》、《蜜蜂病敌害防治手册》和《中国蜂业可持续发展战略研究》等多部专业书籍。

徐龙龙是中国农业科学院蜜蜂研究所硕士研究生，师从吴杰研究员，主要从事蜜蜂病虫害及共生菌研究。