野外生物學家有一種奇怪的愛好，那就是花費無數時間在烈日下仔細觀察微小的生物。您可能會看到一隻蜜蜂在花叢中嗡嗡作響，並認為“哦，一隻蜜蜂。” 然而，生物學家會想知道：它是非本土的家養蜜蜂嗎？還是美國本土 4000 種蜜蜂之一——也許是一種超綠色的汗蜂，一種帶有金屬光澤的生物，以人類汗液為食？或者可能是一種杜鵑蜂，例如Bombus suckleyi，一種熊蜂，其第四腹節上有黃色絨毛，而不是罕見的B. occidentalis，其同一位置有黑色或白色絨毛？
您可能還能說出許多不坐在田野裡數花粉粒的理由，但保護生物學家克萊爾·克雷門認為這是一種非常合理的度過下午的方式。但是，您可能不會是那個改造國家糧食供應並拯救我們的農業系統免於迫在眉睫的崩潰的人。然而，克雷門可能正是那個人。
十年前，在馬達加斯加工作多年後，她將注意力轉向了離家更近的一個迫在眉睫的問題。當時，蜂群崩潰症候群 (CCD) 尚未被診斷或命名，但美國養蜂人已經報告了他們的蜂巢內蜜蜂創紀錄的死亡數量。美國三分之一的糧食供應主要依賴蜜蜂授粉——蘋果、杏仁、桃子、生菜、南瓜、甜瓜、漿果和西蘭花，僅舉幾例作物。當時在加州大學伯克利分校工作的克雷門開始思考其他種類的蜜蜂。野生本土蜂種能否透過減輕蜜蜂的工作量來緩解我們對蜜蜂的依賴？
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克雷門與當時在她普林斯頓大學實驗室攻讀研究生的尼爾·威廉姆斯以及著名的蜜蜂分類學家羅賓·索普一起，研究了加州中央山谷的西瓜授粉情況。克雷門和她的團隊監測了 39 種不同蜂種訪問花朵的頻率以及每隻蜜蜂沉積的花粉量。根據之前的研究，他們知道大約需要 1000 粒花粉才能長出一個多汁的西瓜。事實證明，被野生植物包圍的有機農場的種植者甚至懶得僱用蜂巢。本土蜜蜂完成了所有工作，年復一年地為農民節省了資金。相比之下，在傳統的單一作物農場中，大片單一作物中，野生蜜蜂幾乎沒有留下任何痕跡。如果沒有蜜蜂，這些農民將不得不另謀出路。
2002 年發表在《美國國家科學院院刊》上的結果論文得出結論，透過恢復田地中的本土蜜蜂棲息地，農民可以在“蜜蜂稀缺的情況下，透過部分用本土蜜蜂服務代替蜜蜂來對沖風險”。自那十年以來，其他研究人員引用了這篇論文——現在被視為具有先見之明——達 614 次。在此期間，CCD 加入了已經很長的困擾蜜蜂蜂巢的疾病清單，養蜂人的經濟狀況也日益岌岌可危。“蜜蜂，”2007 年獲得麥克阿瑟基金會“天才”獎的克雷門說，“正在告訴我們一些關於我們農業系統非常根本的東西，以及它是多麼的失衡。”
克雷門的工作現在部分由美國陸軍資助，美國陸軍希望保障國家的糧食安全。“這是建立一個有韌性的系統的一個組成部分，”她說。需要動物授粉的植物貢獻了主要全球作物提供的維生素 C 總量的 98%，維生素 A 的 70%，葉酸的 55% 和脂質的 74%。“如果所有傳粉媒介都滅絕了，我們可能不會餓死，”克雷門說。“但我們都會患上壞血病或其他某種維生素缺乏症。”
蜜蜂危機突顯了我們無意中在我們農場系統中建立的巨大風險，即依賴單一昆蟲為我們如此多的食物供應授粉。正如作家漢娜·諾德豪斯在她的著作《養蜂人的悲歌》中所說，“農民期望蜜蜂像另一臺農用機器一樣運作——像振動器、清掃器、耕耘機和聯合收割機。” 但蜜蜂是活生生的生物，受生物學現實的支配。儘管經過 400 年的馴化，關於蜜蜂生物學，我們仍然有很多事情無法控制——例如，昆蟲對寄生蟲、病毒和氣候條件的敏感性。它們可能是家養的，但它們並不像牛一樣完全待在圍欄裡。
還有其他一些我們可以控制的事情：即，控制蜜蜂生命週期的環境因素。事實證明，我們在某些方面已經設計了一個對蜜蜂來說再糟糕不過的環境。“我們的單一作物系統，”克雷門說，“正在對傳粉媒介大軍產生巨大需求，而且實際上除了引進蜜蜂之外，別無他法來確保這一點。如果它們生病且出現問題，我們該怎麼辦？”
幽靈船
我們所知的蜜蜂更準確地稱為歐洲蜜蜂 (Apis mellifera)，它最早於 1620 年左右隨早期殖民者乘坐來自英國的船隻抵達。從一開始，各種害蟲和病原體就困擾著蜂巢，養蜂業就是一場比死神鐮刀領先一步或兩步的戰鬥。蠟蛾、美洲幼蟲腐臭病、乾旱、蜂孢子蟲病：這些只是幾個世紀以來一直使蜂巢和養蜂人遭受厄運的眾多因素中的一小部分。
2006 年秋天，一位現在傳奇的養蜂人戴夫·哈肯伯格發現，他在佛羅里達州的 400 個蜂巢中有 360 個毫無生氣——不見蜜蜂蹤影。“它們等待著，裡面裝滿了花粉、蜂蜜和幼蟲——像幽靈船一樣——等待它們的居民歸來，”諾德豪斯寫道。“但蜜蜂再也沒有回來。”
到第二年冬天，一些養蜂人已經損失了 90% 的蜂巢；全國範圍內，三分之一的蜜蜂蜂巢崩潰了，許多都是以這種神秘的方式崩潰的。研究人員將這種消失現象命名為“蜂群崩潰症候群”，儘管該術語很快就成為所有困擾蜜蜂的疾病的代名詞。
科學家們未能找到單一的罪魁禍首對 CCD 負主要責任。最近的大量研究表明新菸鹼類殺蟲劑或新菸鹼類殺蟲劑與此有關，但它們可能不應承擔全部責任。最有可能的情況是，新菸鹼類殺蟲劑是蜜蜂數量下降的間接原因，使蜂群更容易受到病原體的侵害，例如引起蜂孢子蟲病的寄生真菌和瓦蟎——鏽紅色的寄生蟲，它們吸食蜜蜂的生命液並傳播破壞性的病毒性疾病。（在澳大利亞，新菸鹼類殺蟲劑被大量使用，但沒有瓦蟎，蜜蜂蜂群仍然健康。）其他促成因素包括殺菌劑、乾旱和營養不均衡的飲食。
元問題可能是我們的農業系統同時依賴蜜蜂，又在加速它們的滅亡。依靠單一蜂種為近 100 種不同的作物授粉是站不住腳的。每年，養蜂人都會用拖車卡車將他們的蜂巢運到全國各地，追隨各種作物的開花期：從杏仁到櫻桃再到蘋果，等等。通常，當沒有作物開花時，蜜蜂就沒有太多食物可吃。養蜂人會用玉米糖漿或糖水補充它們的飲食，但這與天然花粉和花蜜的營養價值相差甚遠。最重要的是，在杏仁花期等大型作物授粉活動期間，來自全國各地約 150 萬個蜂巢匯聚在加利福尼亞州，為疾病傳播創造了近乎完美的條件。想象一下來自全國各地的幼兒園小朋友的大型聚會，他們都在互相傳播細菌。
花的力量
在四月初一個陽光明媚的日子，杏花盛開不久之後，我出發去看看現在在加州大學戴維斯分校的威廉姆斯和克雷門在忙些什麼。在大學附近的一片核桃樹田旁邊，研究人員種植的一排高大的灌木綿延數百碼：西部紅芽樹、咖啡莓、桉樹、鼠尾草、郊狼刷。灌木正處於不同的開花階段，黑色的小蜜蜂在花朵之間飛舞。它們是泥蜂，以在木質住宅內建造泥土公寓而聞名。
去年，克雷門和她的團隊記錄到共有 130 種本土蜜蜂被吸引到鄰近 40 個不同農田的樹籬。根據歷史記錄，加利福尼亞州曾經是多達 1600 種本土蜜蜂的家園，儘管尚不清楚今天有多少種蜜蜂仍然存在。最近發表在《科學》雜誌上的一項研究發現，在 120 年的時間裡，伊利諾伊州失去了一半的野生蜜蜂物種，這主要是因為野生開花植物數量減少。另一項研究得出結論，四種美國熊蜂已失去高達 87% 的棲息地，使其數量銳減 96%。
克雷門希望證明的不僅僅是她的樹籬吸引蜜蜂，這已經是顯而易見的，而且它們還在增加該地區蜜蜂的總體數量和多樣性，而不是從其他地方吸走蜜蜂。“有可能你種下這個樹籬，它會吸走景觀中的所有本土蜜蜂，”克雷門實驗室的博士後研究員萊頓·麥克戈尼格爾說。“當你的作物開花時，你不希望樹籬更具吸引力。” 換句話說，恢復的結構可能非常重要。
在加州大學戴維斯分校擁有的一個研究農場，一片巨大的、齊膝高的植物床，有些已經發芽開花，在整齊排列的延伸到地平線的作物行之間紮根。威廉姆斯在這裡試驗多年生和一年生開花植物——福布斯植物，這些植物可能會吸引不想處理田地裡木本植物麻煩的農民。威廉姆斯目前實驗混合物中的九種植物物種耐旱、本土，並且經過選擇以在整個季節保持多樣性和豐富度。
科學家們還希望更多地瞭解本土蜜蜂和蜜蜂之間的相互作用。今年發表的一項研究中，來自威廉姆斯和克雷門實驗室的研究人員發現，在各種本土物種和藍色果園蜂（一種受管理的物種）的存在下，蜜蜂甚至成為更有效的杏樹授粉者。蜜蜂的工作效率越高，授粉給定田地所需的蜜蜂就越少。研究人員現在正在研究本土蜜蜂留下的特定化學足跡是否實際上提醒了蜜蜂注意額外的競爭。
樹籬和野花聽起來像是性格溫和的園丁戴著軟邊帽在花園裡閒逛的場景。然而，儘管整件事看起來很平凡，但將本土棲息地恢復到農田中可能代表著農業革命的開始——這場革命可以使我們的大部分食物供應更具可持續性。沒有任何現有技術可以為作物授粉。在中國西南部，由於棲息地喪失、濫用殺蟲劑和過度採摘蜂蜜，蜜蜂已被消滅，工人們透過手工為蘋果和梨園授粉，用小刷子將花粉從一朵花轉移到另一朵花。如此大規模的努力對於美國來說過於勞動密集型，這將使水果價格高得令人望而卻步。蜜蜂——不僅僅是蜜蜂，而是所有的蜜蜂——是我們唯一的希望。
科學家旨在啟動這場農業革命的一種方法是一項名為綜合作物授粉或 ICP 的計劃。ICP 由美國農業部資助，包括一系列補充蜜蜂的選擇和步驟——包括擴大棲息地、減少殺蟲劑使用和增加其他受管理的傳粉媒介。目前，其他幾種蜜蜂物種（如藍色果園蜂）已在商業上可用，可能有助於農民補充蜜蜂種群。
ICP 最初是魯弗斯·艾薩克斯腦海中閃現的一個想法。作為密歇根州立大學的常駐藍莓昆蟲學家，他花了很多時間在結果的灌木叢中。在研究控制日本甲蟲和其他藍莓敵害的方法時，他開始注意到所有的蜜蜂。是的，有蜜蜂，但也有密歇根本土蜜蜂，例如肥胖的B. impatiens熊蜂、肩部多毛的Andrena蜜蜂和在細而中空的莖中築巢的小型黑色Ceratina蜜蜂。艾薩克斯意識到沒有人真正知道那裡有多少種蜜蜂，或者有多少種蜜蜂。因此，當時在他實驗室攻讀研究生的朱莉安娜·圖埃爾著手對它們進行分類。她發現 112 種本土蜜蜂在盛開的藍莓田中飛舞，另外還有 54 種蜜蜂在開花前後活躍。
大多數本土蜜蜂都是獨居品種：個體在土壤中築巢，而不是生活在社交蜂巢中。最常見的物種是Andrena carolina，一種中等大小的棕色蜜蜂，僅從藍莓科植物中採集花粉，包括蔓越莓、越橘和杜鵑花。然而，總的來說，大多數蜜蜂物種都是雜食性的，從各種植物中採集花粉。
幾年前，艾薩克斯像克雷門一樣，決定找出野生蜜蜂對藍莓授粉的貢獻有多大。研究人員估計，野生蜜蜂在美國的作物授粉價值每年為 31 億美元；蜜蜂授粉價值約為 150 億美元。艾薩克斯發現，在小於一英畝的小田地裡，野生蜜蜂負責 82% 的授粉。在 1.5 至 16 英畝的大田地裡，野生蜜蜂僅完成 11% 的授粉。由於密歇根州的大部分藍莓都種植在大型農場中，艾薩克斯估計野生蜜蜂僅提供該州 12% 的藍莓授粉。他說，這遠遠不足以作為應對蜜蜂數量下降的保險。
然而，如果農民有經濟動機增加棲息地——在休耕地或容易結霜、土壤貧瘠或不適合種植藍莓的地區——情況可能會有所不同。艾薩克斯實驗室的一名研究生調查了五個面積達 10 英畝的藍莓田的授粉情況，其中最多有兩英畝種植了密歇根本土野花，這些野花混合種植，從春季到初秋開花。這項尚未發表或經過同行評審的研究表明，蓬勃發展的本土蜜蜂種群將藍莓產量提高到農民可以在三到四年內收回建立棲息地成本的程度。艾薩克斯說，建立棲息地的成本約為每英畝 600 美元，但美國農業部的自然資源保護服務處有計劃可以承擔 50% 到 90% 的費用。
研究人員繼續尋找培育本土蜜蜂的最佳方法，但農民現在就可以開始改善作物授粉。加州大學伯克利分校的蜜蜂生物學家戈登·弗蘭基的辦公室直接位於克雷門辦公室上方，他花了十多年的時間為城市花園設計蜜蜂棲息地，現在他已開始將這些知識應用於農業。“你不能採用一刀切的方法，”弗蘭基說。“每個農場都將是不同的，需求也不同。但我們的想法是，我們將能夠為任何農場開出處方——你需要這個、這個和這個。” 在伯克利郊外約一小時路程的加利福尼亞州布倫特伍德的四個農場，他在黑莓灌木叢和櫻桃樹附近種植了灌木和福布斯植物的混合物。弗蘭基希望建立一系列案例研究——“果園作物種植者、行間作物種植者、25 英畝、145 英畝”——他可以用這些案例研究來接觸類似型別的農場。
與此同時，利用來自克雷門、威廉姆斯和其他人的資料，澤西斯學會與美國農業部自然資源保護服務處合作建立了一個“傳粉媒介增強計劃”。自 2009 年以來，該組織培訓了 20,000 多人——農民、美國農業部代表、合作推廣機構人員——瞭解本土蜜蜂的價值。它還為農民制定了一套具體的指導方針，解釋瞭如何規劃草地以吸引本土蜜蜂並最大限度地減少殺蟲劑的影響。
一個建立起來歡迎本土蜜蜂的農場，最終可能會比依賴蜜蜂的農場更好。全世界有超過 20,000 種本土蜜蜂嗡嗡作響；總的來說，與任何一種傳粉媒介相比，它們更有可能從疾病或極端天氣中恢復過來。克雷門認為樹籬只是第一步。真正的挑戰將是擴大到 1000 英畝的農場，將傳粉媒介帶回大規模的單一作物作業。她設想了一個農場被劃分為在不同時間開花的區域的系統，這樣傳粉媒介總是有食物可吃。
一些農民已經接受了這種系統。在中央山谷，弗蘭克·穆勒和他的兩個兄弟為西夫韋和沃爾瑪等連鎖店種植各種傳統和有機作物，包括罐裝番茄、醃黃瓜以及從杏仁到釀酒葡萄再到向日葵的一切作物。穆勒一家種植了棲息地以吸引本土蜜蜂，並開始了他們自己的農場蜜蜂養殖業務。“從二月到八月或九月，它們可以一直待在我們的作物中，”他說。農民還將種植專門選擇的植物，以便在剩餘的月份提供花蜜。“我們不會失去我們的蜜蜂，”穆勒談到危機時說。“我們只需要以不同的方式管理它們。”
就目前而言，穆勒一家仍然是少數。並非所有農民都準備好顛覆他們長期以來的做事方式——或付費——以引進更多的傳粉媒介，至少在蜜蜂的困境直接損害到他們之前是這樣。然而，隨著蜜蜂繼續遭受苦難，越來越多的農民可能會改變他們的想法。
麥克戈尼格爾認為蜜蜂危機可能是“一種變相的祝福”，因為“它迫使我們思考，‘我們將採取什麼措施來維持我們的糧食生產？’ 從長遠來看，我們可能會回顧過去並說，‘哇，這是一件好事，是一種讓我們重新確定優先事項並開始考慮保護本土物種的好方法。’”
當我看著蜜蜂和它們的野生表親在克雷門的一排樹籬中的紫色花朵中穿梭時，很容易理解他的意思。我們整個現代農業系統都是在蜜蜂的陪伴下發展起來的，所以我們從來沒有真正考慮過依賴單一傳粉媒介可能不是可持續的事實。這可能是一個機會之窗——即使爬過它可能會有點刺痛。