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在舊金山灣附近的迪亞波羅山，春日裡，蜜蜂在鮮豔的紅色花朵中嗡嗡作響。亞歷山德拉·哈蒙-特雷特是一位年輕的生態學家，剛剛在加州大學伯克利分校完成博士學位，她深情地辨認出一系列本地授粉者。她指出三種熊蜂，每種都有獨特的黑色和黃色條紋圖案。還有蜂蠅，蠅科成員，身上覆蓋著柔軟的棕色毛皮，看起來和行為都像蜜蜂。在本地昆蟲中，有很多蜜蜂（Apis mellifera），這是世界各地的養蜂人飼養的物種，17世紀由英國移民引入美洲。所有這些昆蟲都被一叢侵入性雜草紅野豌豆（Vicia villosa）所吸引。就在路邊，有一片開滿紫色花朵的本地羽扇豆。但羽扇豆卻在寂靜中開放：沒有蜜蜂光顧它們。
在過去的三年裡，哈蒙-特雷特一直在研究本地黃臉熊蜂（Bombus vosnesenskii）如何利用該地區生長的植物。透過捕捉蜜蜂在訪問植物時的情況，然後對它們攜帶的花粉進行取樣，她透過未發表的研究證實，它們的大部分食物來自引入的植物。透過分析花粉的氨基酸含量，哈蒙-特雷特表明，蜜蜂的覓食行為可能是由對營養物質的渴望驅動的，而不是對特定植物的進化依戀。儘管許多環保主義者認為引入的植物總是具有破壞性，但她的研究表明，從蜜蜂的角度來看，情況並非一定如此。對大多數蜜蜂物種來說，重要的是花粉的豐富性和質量——如果引入的植物，如紅野豌豆，提供的富含蛋白質的食物多於周圍的本地植物，蜜蜂就會收集其花粉。
哈蒙-特雷特是越來越多研究本地蜜蜂和引入植物之間不斷演變的關係的科學家之一。在人類活動極大地改變了植物的分佈並正在造成授粉媒介危機的世界中，他們的工作至關重要。大多數開花植物需要動物授粉者才能繁殖，而蜜蜂為許多重要的農作物——包括水果、豆類、一些蔬菜和紫花苜蓿——提供了授粉服務，其中許多農作物本身也是引入美國的。然而，在美國和歐洲，家養蜜蜂的數量一直在下降：例如，在美國，管理的蜂巢數量從 1940 年代的近 600 萬個下降到 2008 年的 230 萬個（參見“故事中的刺痛”）。棲息地喪失、農藥中毒、病毒和寄生蟎蟲，這些都可能是被稱為蜂群崩潰失調的神秘綜合徵的幕後黑手，它們對家養蜜蜂造成了損害，使農民越來越依賴本地蜜蜂。但它們也同樣遭受著農藥、疾病和土地利用變化的影響。
新的授粉研究表明，蜜蜂最需要的是一個在整個春夏季開花的植物多樣性群落。豐富性和多樣性比物種是本地的還是外來的更重要。這些發現可以為農民和其他土地管理者採用的保護策略提供資訊。公園管理者傾向於用除草劑來針對紅野豌豆等入侵性雜草，因為它們會排擠本地植物。但對蜜蜂來說，“僅僅清除所有的紅野豌豆可能不是最好的主意”，哈蒙-特雷特說。“可能需要十到十五種不同的本地植物來支援這些授粉者。”
絲蘭的授粉系統非常專業化，只能由共同進化的蛾類物種授粉，這些故事可能會讓人覺得授粉是一種獨家的、高度編排的舞蹈。“直到過去五到十年，人們認為獨家授粉關係更為常見，”新澤西州新不倫瑞克市羅格斯大學的授粉生物學家蕾切爾·溫弗裡說。
然而，透過研究整個授粉者和植物網路，生物學家瞭解到，大多數本地蜜蜂遠沒有想象的那麼挑剔。溫弗裡和她的同事調查了蜜蜂如何利用加利福尼亞州中部和新澤西州南部農業、城市和自然區域（從林地到農田和郊區花園）生長的花朵。這項由加州大學戴維斯分校的尼爾·威廉姆斯領導，並於今年早些時候發表的研究發現，蜜蜂從外來和本地植物中收集花粉的比例與植物在景觀中的丰度成正比。在高度干擾的棲息地中，蜜蜂更多地利用外來植物——不是因為蜜蜂更喜歡它們，而僅僅是因為引入的植物在人類改造景觀的地方更常見。溫弗裡認為這很有道理。“我不明白為什麼蜜蜂會知道或關心植物是本地的還是外來的，”她說。
但並非所有改變的景觀對蜜蜂來說都是一樣的：現代農業對野生蜜蜂數量造成了嚴重損害。大型單一栽培——如加利福尼亞中部的杏仁園和阿根廷的大豆田——每個季節只開花三到四個星期，在其餘時間裡無法為蜜蜂提供食物。“這些作物的擴張破壞了蜜蜂的棲息地，”阿根廷聖卡洛斯-德巴里洛切科馬韋國立大學的授粉生物學家馬塞洛·艾森說。
加州大學伯克利分校的保護生物學家（也是哈蒙-特雷特的導師）克萊爾·克雷曼的研究表明，隨著與野生棲息地距離的增加，授粉者的多樣性會下降，野生蜜蜂對開花作物的訪問次數也會減少。這會降低作物產量。艾森和他的同事在今年 4 月發表的一項研究中記錄了自 1961 年以來，依賴授粉媒介的作物每英畝產量下降的情況，即使全球總產量有所增加。產量下降促使農民開墾更多的土地，進一步侵蝕了蜜蜂的棲息地。現代農業似乎陷入了破壞授粉媒介的惡性迴圈。
然而，克雷曼和她的同事在 2004 年的研究表明，當農田周圍 1-2.5 公里範圍內存在自然棲息地時，本地蜜蜂對作物的授粉作用會顯著增加。周圍景觀中僅有 30% 被野生植被覆蓋的農場，完全由本地蜜蜂授粉，無需家養蜜蜂的幫助即可蓬勃發展。
由於加利福尼亞中央山谷的大多數作物都遠離野生棲息地，克雷曼和威廉姆斯一直在嘗試在果園和農田中種植各種開花植物的綠籬。他們現在列出了一份加利福尼亞本地植物清單，如紅葉豆（Cercis occidentalis）和野生紫菀，這些植物可以組合起來形成理想的綠籬，從早春到晚秋提供富含花粉的花朵。結果尚未發表，但克雷曼表示，已經很明顯，綠籬提高了本地蜜蜂的多樣性，而且它們正在被農民採用。克雷曼說，現在迫在眉睫的問題是“綠籬能在多大程度上促進個別蜜蜂物種的長期種群永續性”。
雜草也能起作用
溫弗裡發現蜜蜂甚至不需要原始的綠籬——雜草也能起作用。她在新澤西州和賓夕法尼亞州的部分地區研究蜜蜂群落，那裡的本地蜜蜂為大約 90% 的作物授粉。在一項研究中，她和她的團隊觀察了 23 個農場中 6,187 次蜜蜂訪問西瓜和番茄作物的情況。計算機建模和觀察都表明，這些作物完全由野生蜜蜂授粉。溫弗裡解釋說，這是可能的，因為潮溼的氣候促進了田邊雜草植物的生長，蜜蜂利用這些棲息地的碎片來築巢和覓食。與加利福尼亞州相比，還有一個關鍵的區別：在溫弗裡的研究區域，大多數農民種植多種作物，而不是單一栽培。
在對新澤西州松橡樹林的研究中，溫弗裡驚訝地發現，在人類干擾的地點附近，蜜蜂種群更加豐富和多樣——後院花園或農田增加了可用的花朵範圍。但情況很可能因地區而異。在最近對文獻的回顧中，溫弗裡和她的同事得出結論，城市化和森林砍伐等土地利用變化可能會以不同的方式影響本地授粉者，具體取決於它們是增加還是減少了開花植物的數量和多樣性。
還有另一個複雜的問題：雖然一些外來植物可以餵養本地授粉者，但這些植物也可以促進外來蜜蜂種群的生長。艾森和他的同事分析了安第斯山脈南部以及北大西洋和印度洋島嶼上的植物和授粉者網路。他們發現，在某些情況下，外來植物和授粉者會聯手主導資源，從而損害本地蜜蜂和本地植物。“你不能概括地說有外來植物是好是壞，”艾森說。當外來植物在生態系統中變得如此普遍以至於降低了物種的多樣性時，問題就會出現。“需要多種植物組合來支援多種蜜蜂組合。這就是教訓，”他說。
還有許多教訓需要學習。溫弗裡指出了授粉生態學相對原始的狀態：大多數關於蜜蜂多樣性的研究只是簡單地計算物種的數量，而沒有跟蹤它們隨時間的變化。她目前的工作是研究哪些蜜蜂物種最容易受到人類干擾的影響，並更詳細地探討是否可以透過增加開花植物的多樣性來恢復稀有的本地蜜蜂和高效的授粉服務。
儘管如此，人們對本地蜜蜂的重要作用的新認識正在傳播。布魯斯·羅明格在加利福尼亞州約洛縣種植洋蔥，他在他的作物中穿插種植了本地植物的綠籬，包括蕎麥和柳樹。現在，在春日裡漫步在田野中，他認出了各種昆蟲在訪問花朵——從胖乎乎的熊蜂到細長的、虹彩般的獨棲蜂。綠籬在約洛縣的農場中越來越普遍。“我們的本地授粉者越多，”羅明格說，“我們就越好。”
本文經《自然》雜誌許可轉載。這篇文章於 2011 年 11 月 9 日首次發表。