空氣污染也是導(dǎo)致昆蟲(chóng)傳粉服務(wù)能力下降的元兇

周紫彧 安建東│編譯

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所

近日，英國(guó)雷丁大學(xué)等單位研究發(fā)現(xiàn)空氣污染物會(huì)與花香氣味物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，影響傳粉昆蟲(chóng)的嗅覺(jué)和辨別能力，使它們很難找到開(kāi)花植物，從而降低昆蟲(chóng)的傳粉服務(wù)能力，該成果發(fā)表于《環(huán)境污染》。

常見(jiàn)的空氣污染物

常見(jiàn)空氣污染物主要包括地面臭氧、氮氧化物、硫氧化物和懸浮顆粒物等。空氣污染對(duì)人類影響很大，據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，全球91%人口生活在受污染的空氣中，空氣污染每年造成約400萬(wàn)人死亡。空氣污染不僅影響人類和其他脊椎動(dòng)物，也能損害植物光合作用的能力，還能與植物花香物質(zhì)起反應(yīng)，降低花香氣味對(duì)傳粉昆蟲(chóng)的吸引力。為深入探究空氣污染對(duì)傳粉昆蟲(chóng)訪花行為的影響，雷丁大學(xué)等單位的科研人員開(kāi)展了如下試驗(yàn)。

為排放一定劑量的氮氧化物和臭氧，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)特殊試驗(yàn)田，由8個(gè)直徑為8 m的八邊形樣方組成，每2個(gè)樣方為一組，共4個(gè)處理組，前3組分別用氮氧化物、臭氧、氮氧化物+臭氧進(jìn)行熏蒸，第4組為空白對(duì)照，設(shè)置前3組污染物濃度均低于實(shí)際污染物濃度的平均值。實(shí)驗(yàn)共種植黑芥192株，每個(gè)樣方均勻分布24株。從黑芥開(kāi)花前一周開(kāi)始用如上3種處理進(jìn)行熏蒸，一直到花期結(jié)束為止。在污染空氣熏蒸期間，每個(gè)處理組選擇6株黑芥花進(jìn)行觀察，記錄一定時(shí)間內(nèi)各傳粉昆蟲(chóng)類群的數(shù)量，比如膜翅目蜜蜂、熊蜂、獨(dú)居蜂和寄生蜂，鱗翅目蛾類和蝶類，雙翅目食蚜蠅和其他蠅類，鞘翅目甲蟲(chóng)，半齒目蝽類；同時(shí)記錄一定時(shí)間內(nèi)主要傳粉昆蟲(chóng)（蜂類、蛾類、蝶類和食蚜蠅4類）的訪花數(shù)量。黑芥成熟后，統(tǒng)計(jì)不同處理組黑芥的結(jié)莢率、單莢重、單莢種子數(shù)和千粒重，分析空氣污染對(duì)植物產(chǎn)量質(zhì)量的影響。

污染空氣對(duì)傳粉昆蟲(chóng)數(shù)量及訪花行為的影響

本研究中，污染空氣中植物的傳粉昆蟲(chóng)數(shù)量下降高達(dá)70%

在某些情況下，空氣污染使傳粉昆蟲(chóng)對(duì)植物的訪花頻率下降了90%

研究發(fā)現(xiàn)，污染空氣會(huì)降低傳粉昆蟲(chóng)的嗅覺(jué)和辨別能力，影響植物發(fā)育，最終導(dǎo)致黑芥籽產(chǎn)量降低。在三組污染物空氣中，蜜蜂、熊蜂、獨(dú)居蜂、食蚜蠅、其他蠅類、蝶類和蛾類等7類傳粉昆蟲(chóng)的數(shù)量減少62%至70%，蜂類、蛾類、蝶類和食蚜蠅4類主要傳粉昆蟲(chóng)的訪花數(shù)量下降了83%至90%。另外，還發(fā)現(xiàn)在污染空氣中黑芥的結(jié)莢率、單莢重和單莢種子數(shù)都顯著下降，下降范圍為14%～31%。本研究中使用的黑芥品種可以單性結(jié)實(shí)，表明空氣污染可能對(duì)高度依賴傳粉昆蟲(chóng)的作物的影響更為嚴(yán)重。

全球8%的食物得益于傳粉昆蟲(chóng)的貢獻(xiàn)，空氣污染對(duì)傳粉昆蟲(chóng)的影響而導(dǎo)致食物減少的損失每年達(dá)數(shù)十億英鎊。現(xiàn)實(shí)世界中空氣污染對(duì)傳粉昆蟲(chóng)和其他動(dòng)物的影響會(huì)比本結(jié)果更嚴(yán)重。論文通訊作者詹姆斯·賴亞爾斯博士表示：“我們的研究結(jié)果令人擔(dān)憂，因?yàn)檫@些污染物普遍存在于我們每天呼吸的空氣中。我們知道這些污染物對(duì)我們的健康有害，也看到傳粉昆蟲(chóng)數(shù)量和活動(dòng)顯著減少，表明空氣污染對(duì)我們賴以生存的自然生態(tài)系統(tǒng)有明顯的負(fù)面影響”。對(duì)此，英國(guó)政府表示將通過(guò)各種技術(shù)手段解決空氣污染問(wèn)題，包括SMS空氣污染預(yù)警計(jì)劃，為降低微粒和其他污染物設(shè)定新的目標(biāo)。

(編譯自: Ryalls et al.Anthropogenic air pollutants reduce insect-mediated pollination services.Environmental Pollution,2022, 297.https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.118847)