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我國中蜂種質資源現狀與利用自然保護區開展保護芻議

2024-10-18 00:00:00田宇溫迪嵐文小東袁敏陳祥盛常志敏龍見坤
山地農業生物學報 2024年5期

摘 要:

東方蜜蜂Apis cerana在我國又稱中蜂,其作為我國一種重要的本土資源昆蟲,對我國的養蜂業及生物多樣性具有重要意義。在長期進化適應過程中,中蜂形成了多樣的生物學特性,具備豐富的種質資源;但隨著西方蜜蜂的引進,以及社會條件、自然環境變化等因素的影響,中蜂面臨著蜂群數量急劇下降、分布區域縮小、種質資源退化及丟失等困境。目前,盡管中蜂種質資源的保護工作得到重視,但實際情況卻是其分布面積不斷縮小,分布區域越來越呈破碎化,中蜂種質資源保護工作仍面臨巨大挑戰;因此本文綜述了我國中蜂種質資源現狀,分析了利用自然保護區開展中蜂種質資源保護工作的優勢、可行性及注意事項,以期為中蜂種質資源保護提供參考。

關鍵詞:

中蜂;種質資源;自然保護區;保護現狀;中國

中圖分類號:Q969.97

文獻標識碼:A

文章編號:1008-0457(2024)05-0039-07

國際DOI編碼:10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2024.05.006

東方蜜蜂Apis cerana隸屬于蜜蜂總科蜜蜂科蜜蜂屬,是一種廣布于亞洲地區的原生傳粉昆蟲,其中分布于我國境內的種群稱為“中華蜜蜂”或“中蜂”,主要為中華蜜蜂亞種Apis cerana cerana[1-3]。中蜂在我國已有2000多年的飼養史,其廣泛分布于中國除新疆以外各地,從東北溫帶森林到華南熱帶雨林,從華北平原到西南云貴高原,甚至在海拔4000 m以上的青藏高原都有中蜂種群的生存和繁衍[4-6]。在長期自然和人工選擇過程中,各地區中蜂不但對各種生態條件產生了極強的適應性,形成了特有的生物學特性(如行為、生產性能等),而且其形態特征也隨著地理環境的改變而發生變異(如體色、體長、被毛長度等),形成了多個亞種、生態型、地理種群等,具有豐富的遺傳多樣性和種質資源[1,7]。

然而,自上個世紀初期開始,由于大力引進西方蜜蜂、自然環境改變和經濟社會發展等各種自然或人為因素的影響,中蜂面臨種群數量急劇下降、分布區域日益縮小且破碎化、種質資源退化及丟失等嚴重危機[2,8-10]。

1 中蜂種質資源現狀

1.1 部分種質資源丟失

據統計,在20世紀初,國內飼養中蜂約500多萬群[8];到20世紀50年代,中蜂飼養量驟降至30萬~40萬群,70年代初恢復至200萬群,后期又因囊狀幼蟲病毒爆發而降至100多萬群[1,11];進入21世紀后,隨著很多專家的奔走呼吁及國家立法保護,中蜂數量穩步回升,農業部于2008年統計我國中蜂種群數量約250萬~280萬群;2014年國內中蜂飼養量達到516萬群[7];2016年底全國中蜂群數接近600萬群[12]。但中蜂種群在這100多年的起伏波動中,有些種質資源已經不可避免的丟失[10]。

1.2 分布區域縮小

雖然中蜂種群數量已恢復甚至超越上世紀初時的種群數量,但其分布區域卻在縮小[9]。一方面其在北方的分布線南移,另一方面是東北、華北、華中、華東地區的平原和淺山區已經沒有野生中蜂分布,人工飼養的數量也很少,分布呈現嚴重斑塊化[10]。在東北地區,黑龍江的中蜂基本滅絕,僅零星分布于長白山的深山 [13-15]。在華北平原,北京轄區的中蜂主要分布在密云區的山林中[16],山西省中蜂主要分布在太行山及呂梁山山區[17]。在華中平原的安徽、河南等地,中蜂同樣僅分布在大別山、秦嶺等部分地區的深山中,平原地區已經沒有分布[18-19]。江蘇省絕大部分地區已沒有中蜂分布[20]。華東地區(如山東)中蜂僅分布在沂蒙山區[21]。

綜上,我國中蜂集中連片分布區域逐漸從廣大平原地區退縮到西南丘陵地區,其棲息環境逐漸破碎化,而分布的斑塊化會減少中蜂不同種群間的基因交流,降低種群的遺傳多樣性,進而增加其種質資源丟失的風險[11,22]。

1.3 種質資源退化及丟失

由于中蜂種群數量在近代100多年內的劇烈波動,以及其分布區域的縮小化和斑塊化,直接導致有些種質資源已經不可避免的丟失;同時導致部分地區的中蜂以小種群的形式存在,而小種群由于其遺傳多樣性減少導致較低的環境應對能力,使得以小種群形式存在的種群具有較高的滅絕風險[23]。如我國北方長白山地區的中蜂、山東地區的中蜂、江蘇地區的中蜂等都是以小種群的狀態存在于部分山區,處于瀕危狀態[1]。我國中蜂種質資源已經有一部分不可避免的丟失了,有些正處于瀕臨滅絕的狀態,亟待保護。

由于蜂群人為的遷入、遷出、引種等因素引發一系列不可控的雜交,導致已經與本地自然環境適應良好的當地中蜂品系面臨基因污染、品性退化等情況。有記錄的如北京房山蒲洼鄉原飼養的中蜂是一類能維持10框以上強群的優良地方品系,但由于當地人盲目從湖南、安徽引種,導致出現品系退化、工蜂個體變化、群勢變弱等種質資源退化的現象[24]。同樣海南中蜂、阿壩中蜂也面臨雜交、血統混雜的現象[1],如不加以保護,這種優質的種質資源最終也會消失。

2 中蜂種質資源問題成因

中蜂作為我國本土蜂種資源,與我國的生態系統有7000多萬年的相互適應過程,對維持我國生態系統平衡和保持生物多樣性具有重要意義[25-26]。近年來,人們對中蜂種質資源認知的不斷加深,也逐漸認識到中蜂對我國生態系統的重要性;保護中蜂種質資源是中蜂科學研究及選育新品種的重要物質基礎,是實現我國農林業可持續發展、生態安全、農民增收的戰略性資源,具有基礎性、公益性、長期性和丟失后不可再生性的特點[8,27-28]。但中蜂種質資源仍面臨諸多威脅,對于如何保護好中蜂種質資源,則需加強對導致這些問題的了解與認識,才能有的放矢進行行之有效的保護。

2.1 棲息環境的破壞

棲息環境破壞主要受人口密度增加及人類活動的影響。人口密度增加導致城市規模擴大、植被面積減少、農作物集約單一種植等問題,進而影響中蜂各個季節蜜粉源的食物來源,嚴重制約中蜂的野外生存和發展[10]。人類活動如原始森林的開發利用破壞中蜂的棲息地,不僅破壞了野外中蜂的筑巢地點,也造成中蜂蜜粉源植物種類和數量的減少,進而制約中蜂種群的生存和繁衍[13-14]。同時由于環境的污染、除草劑(尤其是草甘膦)的大面積使用,導致各地開花植物的數量和種類都有不同程度的降低,從而減少中蜂的營養資源,制約中蜂種群發展[29]。

同時人類活動,如土地開發利用、土地荒漠化、森林濫墾濫伐等,造成中蜂棲息地景觀破碎,致使中蜂種群局域化,降低其種群內基因交流、遺傳多樣性等,必然導致中蜂種質資源面臨滅絕的風險[23-24]。

2.2 西方蜜蜂的引進

中蜂與西方蜜蜂同屬蜜蜂屬,是親緣關系非常近的近緣物種,它們的生態位基本重疊。西方蜜蜂的引進,必然與本土物種產生競爭關系,造成不良的生態效應[30]。西方蜜蜂由于其本身的生物學特性,如個體大、群勢壯、采集力強等特點,具有很高的經濟產出,上世紀50年代被引進后,許多養蜂人開始棄養中蜂轉而開始飼養西方蜜蜂,目前在我國,尤其在蜜粉源豐富地區,西方蜜蜂種群數量遠超過中蜂,中蜂的生存空間被西方蜜蜂嚴重擠壓。其次,西方蜜蜂在與中蜂競爭生存空間的同時,還會對中蜂的生殖繁衍產生干擾,阻礙中蜂蜂王的正常交配;盜取中蜂儲存的蜂糧、蜂蜜;同時還傳播疾病(如囊狀幼蟲病、歐洲幼蟲腐臭病等),這些都導致中蜂在同西方蜜蜂競爭過程中處于劣勢[2,31-32]。

人工飼養的西方蜜蜂不僅對我國中蜂造成不利影響,還會與其他野生蜜蜂(包括野生西方蜜蜂)產生競爭關系,影響當地野生蜜蜂的豐富度,因而現在國內外很多自然保護區域都禁止人工飼養的西方蜜蜂的進入[33-34]。

2.3 養蜂人員大量減少

中蜂的飼養者一般為農民,隨著經濟的發展,農民工大量入城工作,養蜂人的數量急劇減少;其次,隨著務農人口的減少,農藥的使用頻率及面積增加,以及種植轉基因作物等這些因素,都對中蜂的取食、生存和繁衍造成一定程度的影響[2,10],中蜂或許也會如西方蜜蜂那樣面臨“蜂群崩潰綜合征”的危機,只是很少被報道,或是因為沒有大規模的飼養中蜂,沒有引起人們足夠的關注。

2.4 對中蜂種質資源的認識不夠

首先,人們認識不到中蜂種質是一種資源而對中蜂種質資源任意破壞。一方面對野生中蜂資源無節制獵取,如上世紀60年代長白山地區村民對野生中蜂資源進行“殺雞取卵”式的獵取,導致長白山野生中蜂幾近滅絕[13-14];另一方面為人工飼養的中蜂,養蜂人為了追求更高的經濟產出,隨意引種;或者在許多地區想發展養蜂業時,沒有進行充分的行業調查,盲目從外地購買大批蜂種,造成當地蜂種資源的污染、退化,如阿壩中蜂、山東中蜂、海南中蜂等[1,35]。許多事實證明隨意引種后產生中蜂雜交種在早期或許會憑借雜種優勢表現出良好的性狀,但最終均表現不適應現象[10]。有些蜂種在引種后會逐漸與當地蜂種產生趨同,雖暫時表現不出什么不利因素,但這種人為的基因流動可能會改變本地種原有的基因結構,進而影響當地的種質資源[35]。

其次,與西方蜜蜂相比,我國對中蜂種質資源的研究還不夠深入。早在上世紀80年代,以Ruttner等人為代表的研究者就通過外部形態、行為就通過外部形態、行為、采用分化化學等手段將西方蜜蜂分為4個進化枝及31個亞種或地理種群[36-39]。而中蜂由于其形態學和生物學上呈現出的極大可塑性、多樣性,造成其種下階元分類困難,在近200年的時間內出現了數十種命名,包括物種、亞種、品種等;直到近期我國學者通過整合大規模群體基因組數據、多種形態學分析數據,正式定義并描述了東方蜜蜂亞洲大陸支系的8個亞種,即中部(指名)亞種Apis cerana cerana和位于分布區邊緣的臺灣亞種A. cerana taiwanensis、海南亞種A. cerana hainana、克什米爾亞種A. cerana kashmirensis、西藏亞種A. cerana skorikovi、阿壩亞種A. cerana abansis、貴德亞種A. cerana guidensis和日本亞種A. cerana japonica[3]。同時,國內外對西方蜜蜂的研究則比東方蜜蜂的早,人們不僅關注到西方蜜蜂本土種群(包括野生西方蜜蜂)的健康,更認識到西方蜜蜂的商業化對其本土種群的遺傳資源下降、疾病的流行及生存空間縮小等問題,并且針對這些問題,制定了一系列本地野生蜜蜂保護方法,如禁止隨意引種、蜂王買賣,保護區禁止商業蜜蜂進入等手段[33,40-41]。并于2014年起,在整個歐洲范圍內開展了蜜蜂遺傳改良計劃,以提高蜜蜂性狀表現,達到蜜蜂種質資源保護的目的[42]。而關于中蜂蜜蜂種質資源保護的問題的研究則很少。

3 中蜂種質資源保護現狀

近幾年,隨著人們對中蜂種質資源認識的不斷深入及國家對蜜蜂種質資源保護工作的重視,中蜂種質資源保護工作獲得初步成效;當前對中蜂種質資源的保護主要體現在兩方面,即提高中蜂種質資源豐富度及遺傳多樣性與提高中蜂種群數量[4,9,23]。主要手段有:(1)建立中蜂保護區和保種場;(2)培育優良品種,研究中蜂精液保存方法,延長保留時間;(3)采取行政措施保護和恢復中蜂的野生資源和生態環境,如在保護及開發當地中蜂種資源時禁止隨意引種等。其中劃定中蜂隔離保護區是目前就地保護中蜂最常用也是最主要、最直接、最有效的方法[21,43],截止2021年我國已建成4個中蜂保護區5個中蜂保種場(表1)[44],同時在北京、安徽、黑龍江、重慶、甘肅、陜西等地也建立了規模不等的地方級中蜂保護區[43]。

中蜂保護區的建立確實起到了對中蜂種質資源的保護作用,緩解了中蜂種質資源滅絕的壓力。但中蜂保護區的數量和面積還不足以覆蓋和保護廣布中國大陸的中蜂,保護區外廣大地區的中蜂種質資源沒有得到挖掘,部分資源還在丟失。同時已經建立起來的中蜂保護區面臨著諸如保護區行政立法、管理不完善,無法阻擋西方蜜蜂進入保護區內;蜂農保種意識差,沒有種質資源意識;保護區內經費不足,人才短缺等問題[45-48];加之建立一個中蜂保護區前期需投入大量的人力、物力、財力。這樣的恢復進程并不能滿足中蜂種質資源保護的需求,且成本過高[49],如何有效且方便快速的保護中蜂種質資源,是我們蜜蜂研究者面臨的亟待解決的問題之一。

4 自然保護區對中蜂種質資源的保護

據環境保護部公布的數據顯示,我國自然保護區中52.04%為森林生態類型,19.16%為野生動物類型,5.58%為野生植物類型[50],這些生態類型的保護區,尤其是森林生態系統,是中蜂極好的生存環境,我國目前約76.78%的保護區比較適合中蜂的生存繁衍。相反地,中蜂的存在可以提高保護區的生物多樣性,其優質的蜂產品進一步促進了當地的經濟收益。中蜂與保護區的組合是一個互利互助的雙贏過程。

4.1 保護區對中蜂的保護作用

4.1.1 自然保護區是中蜂理想的生存之地

通常來講,自然保護區尤其是森林生態系統保護區都擁有良好的生態環境,豐富的植被資源,這意味著擁有豐富的蜜粉源植物,而豐富的蜜粉源植物不僅僅是種類上的豐富,還表現在蜜源植物花期的連續性上,一年大部分時間段都有一定的蜜粉源供應,可以全年為中蜂提供生存必需的食物及安全環境。其次,保護區生態良好,使得中蜂免受人類活動的影響,是中蜂生存繁衍的理想之地。據文獻統計,在我國長白山[14]、神農架[45]、梵凈山[51]、雷公山[52]、佛頂山[53]、武夷山[54]、井岡山[55]、版納河流域[56]、唐家河[57]、大熊貓國家公園[58]、赤水桫欏[59]等自然保護區內都有養殖中蜂的記錄。同時,保護區及周邊區域也孕育了數量巨大的中蜂種群。

4.1.2 自然保護區可為中蜂提供有力的保護手段

雖然中蜂面臨西方蜜蜂的多種脅迫,及許多中蜂保護區面臨無法阻擋西方蜜蜂進入保護區內等問題,在我國自然保護區里,保護區內的西方蜜蜂(尤其是意蜂)作為外來物種,自然保護區是有義務阻止西方蜜蜂進入境內。同時由于西方蜜蜂較高的人工馴化程度,也會加劇野生種群的數量減少,據研究考證,西方蜜蜂在我國新疆部分地區有可能有野生種群存在,在其他地區幾乎沒有野生種群長期生存[60]。因此在保護區內的中蜂不會面臨西方蜜蜂的脅迫。

4.1.3 自然保護區有利于對中蜂的科學研究

根據《自然保護區條例》,中國的自然保護區一般屬于嚴格自然保護區,其主要目的是保護自然生態系統、珍惜瀕危野生動植物及其棲息地。而分布于我國各地的自然保護區,由于其獨特、良好的生態環境,且占地面積較大,人為活動干擾少,具有豐富的昆蟲多樣性(如蝴蝶[61]),同時棲息了大量的中蜂,不僅是研究中蜂生物學、生態及遺傳分化等方向的理想之地,更是中蜂種質資源的基因庫,豐富的中蜂種質資源有待我們去挖掘保護。利用微衛星、線粒體DNA片段等方法研究不同類型自然保護區的中蜂種群,結果表明在保護區內的中蜂種群有更高的遺傳多樣性,更大的有效種群[51,53-54,57]。

4.2 中蜂對自然保護區的增效作用

4.2.1 中蜂有利于提高自然保護區的高保護效益

設立自然保護區的目的就是為了保護日益喪失的生物多樣性,雖然我國自然保護區的數量和面積不斷增加,保護區內的生物多樣性卻還在持續喪失[62];而高保護效益就是為了避免保護區內生物多樣性的持續喪失和維持生態系統穩定[63]。中蜂作為我國生態系統中重要傳粉昆蟲,憑借其靈敏的嗅覺、敏捷的身手、低溫耐受力及較長的采集時間等優秀品質,對我國生態系統中開花植物傳粉作用具有很高的廣度及深度,可以顯著提高生態系統中的植物授粉總量、植物多樣性[27,64-65],而豐富的植物多樣性又可以提高昆蟲多樣性、鳥類多樣性等,這些豐富的生物多樣性又共同構建起更為穩定的生態系統。可見,中蜂的存在可以提高自然保護區的高保護效益。

4.2.2 中蜂可促進保護與發展的和諧統一

自然保護區的有效管理需要充分的資金保障,而資金的投入不足、保護區與當地居民的生存沖突是自然保護區面臨的主要問題[62,66],而中蜂養殖作為一種不占用耕地、水源,且投資小、用工省、無污染的產業[1],只需借助保護區優良的自然資源,便可產出優質的中蜂蜜,具有較高的經濟價值。且隨著人們食品安全意識的增強,產自山區無污染的優質中蜂蜜越來越受到人們的青睞和追捧,價格一路走高。如在2009年貴州省桫欏保護區內的中蜂蜜價格在40~50元/kg[59];山東省中蜂保護區內的中蜂蜜價格在2015年達到了100元/kg[67];陜西省大熊貓國家公園當地的中蜂蜜市場價格從2013年的30元/kg提高至2019年的100元/kg[58];在貴州麻山喀斯特石漠化地區中蜂蜜的價格也從2008年的40元/kg漲至2015年的200元/kg[49];而據筆者最近走訪調查,貴州梵凈山自然保護區內的中蜂蜜價格已經漲至400元/kg。保護區社區內一些懂技術的年輕人養殖50~100群中蜂,僅依靠養蜂即可達到年收入10萬元以上。在保護區內開展中蜂養殖業,不僅可以直接創收,還可帶動輻射保護區內村民發展養蜂業,緩解保護區管理措施與當地社區農戶的矛盾。

4.3 在自然保護區發展中蜂產業的建議

4.3.1 中蜂種質資源的保護

在保護區發展中蜂養殖業,一方面要預防在中蜂蜜高價格利益驅動下對保護區內野生中蜂資源進行掠奪式的開發,如上世紀70年長白山地區的中蜂資源在“殺雞取卵”式的開發下導致如今該地區中蜂瀕臨滅絕的危險境地[14]。另一方面是吸取北京、海南、阿壩等地中蜂資源面臨的雜交、血統混雜等經驗教訓,嚴格控制外來蜂種的引進、遷入,保護本地優質的蜂種資源。

4.3.2 中蜂蜜品牌的建立

建立中國自己的中蜂蜜品牌,一方面為保護區的中蜂蜜提供一定的社會辨識度,其次可以保障中蜂蜜的價格,產生盈利,使保護區養蜂業成為一種產業。真正的能盈利,有利益,才會體現出中華蜜蜂的價值,才能為其種質資源保護提供根本動力。與西方蜜蜂相比,中蜂由于其自身的生物學特性,雖然在管理方面要求不高,但其蜂蜜產量比西方蜜蜂少,這也是我國大部分地區西方蜜蜂的種群數量比中蜂多的原因。如今對中蜂種質資源的保護,除了各種政府扶持政策之外,還應另外發掘中蜂自身的價值,以及加大對其品牌的打造提高中蜂蜂產品的價格,不斷挖掘中蜂蜜的附加價值。因此,保護區中蜂蜜品牌的建立是中蜂蜜高價值發展的前提,也是保護中蜂種質資源的重要舉措之一。

4.3.3 規范養殖技術

我國中蜂養殖中還是面臨著諸多養殖問題,如熱衷用原始桶狀蜂箱來飼養中蜂,而如果采用活框飼養,中蜂的蜂蜜、蜂蠟產品的產量及品質都會有很大的提升[59];所以在保護區開展養蜂業的同時,可以加大對保護區養蜂人的專業知識技能培訓,建立一批專業但不一定是專職的養蜂人。

總之,中蜂作為我國本土的一種重要傳粉昆蟲,它在我國生態系統中的作用是西方蜜蜂無法取代的,而中蜂在我國近百年的發展史中經歷了前所未有的動蕩浩劫,中蜂種群數量的劇烈變化、生存空間的壓縮、外來物種的脅迫等導致一些中蜂種質資源的丟失,并且部分資源還在丟失中;鑒于此,在相關專家的奔走呼吁及國家的政策支持下,中蜂種群數量有了顯著提升,緩解了中蜂種質資源滅絕的壓力;但恢復進程并不能滿足中蜂種質資源保護的需求。因此建議可以利用國內現有自然保護區來對中蜂種質資源進行保護,并對其可行性進行一系列分析,一方面保護區可以為中蜂提供安全適宜的生存空間,另一方面,中蜂可以提高保護區的生物多樣性,增加地區居民的收入。可見,在保護區內開展中蜂養殖業是一個互利互助的雙贏過程。

(責任編輯:嚴秀芳)

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Current Status of Chinese Honeybee Germplasm Resources and Conservation through Natural Reserves in China

Tian Yu1, Wen Dilan2, Wen Xiaodong1, Yuan Min3, Chen Xiangsheng2, Chang Zhimin2,Long Jiankun2*

(1.Guizhou Fanjingshan National Nature Reserve Management Bureau, Tongren 554408, Guizhou, China; 2.Special Key Laboratory for Development and Utilization of Insect Resources of Guizhou / Institute of Entomology of Guizhou Unwersity, Guiyang 550025, Guizhou, China; 3.Kaiyang County Agriculture and Rural Bureau, Guiyang 550300, Guizhou, China)

Abstract:

Apis cerana is also known as Chinese honeybee in China. As an important native resource insect, it is of great significance for agriculture, forestry, and biodiversity. It has formed various biological characteristics and rich germplasm resources along with the process of co-evolution with local ecosystems across China. However, with the introduction of Western honeybees, as well as the influence of changes in social conditions and natural environments, Chinese honeybee is undergoing difficulties such as a sharp decline in the number of bee colonies, a shrinking distribution area, and the degradation and loss of germplasm resources. At present, great attention has been put on the conservation of Chinese honeybees germplasm resources. The conservation effort still remains a great challenge since its distributed areas becoming shrunk and isolated. Thus, we summarized the current situation of Chinese honeybees germplasm resources. The advantages, feasibility, and precautions of using the natural reserves to protect the Chinese honeybee germplasm resources were also analyzed. aiming to providing a reference for the protecting of Chinese honeybee germplasm resources.

Keywords:

Chinese honeybees; germplasm resources; natural reserves; protection status; China

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