中国农业大学资源与环境学院新闻动态刘云慧副教授课题组在生物多样性促进农田传粉服务、可持续生产及生态保护修复应用方面取得系列进展

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刘云慧副教授课题组在生物多样性促进农田传粉服务、可持续生产及生态保护修复应用方面取得系列进展

发布日期：2022-09-15	浏览次数：	字号：[ 大中小 ]

围绕生物多样性与农业景观生态系统服务关系、农业景观生物多样性变化驱动因素和保护策略系列热点问题，中国农业大学资源与环境学院刘云慧副教授课题组在国家自然科学基金和北京市自然科学基金的资助下，从全球到局域不同尺度研究昆虫授粉服务对苹果生产影响、传粉者多样性的影响因素及保护途径，取得系列成果。

在全球尺度上，采用meta分析方法，定量了全球苹果生产中的传粉不足和传粉贡献程度，揭示自然授粉的坐果率与人工授粉（最优水平）相差41%，种子数相差20%，证明传粉限制对苹果产量和果实品质具有重要影响（图1A）；传粉昆虫对苹果坐果率和种子数的贡献分别占71%和62%，昆虫传粉对苹果生产不可或缺（图1B）。

图表, 散点图

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图1 全球不同区域的（A）传粉不足与（B）传粉昆虫贡献程度（Olhnuud et al., 2022）

在我国西北及华北主要苹果产区的研究显示，昆虫传粉使得苹果坐果率提高57 %，产量提高24 t/ha，降低偏斜果率12.1%；在人工补充授粉的情况下，坐果率较当前生产座果率提高40.3%，产量增加23.0%，偏斜果率降低22.7%，说明在我国传粉昆虫对苹果产量和品质提供了重要的传粉服务，能够通过提升传粉昆虫多样性及其授粉服务，进一步提升苹果产量（图2）。

图2 不同传粉处理下苹果座果率、产量及偏斜果率（陕西洛川，Wu et al., 2021）

进一步的研究显示，苹果园中传粉蜂多样性随着周围景观中半自然生境的比例增加而增加（图3A），随着与自然生境距离的增加而减少（图3B），随着与蜂箱距离的增加而减少（图3C）。果园中地表开花植被增加，能够减缓自然生境距离增加导致传粉蜂多样性下降的幅度（图4A）；但只有在土壤总氮低的情况下地表开花植物增加才有利于促进传粉蜂多度，传粉蜂多度进而促进苹果授粉，反之则起到相反作用（图4B，C）。上述研究结果证实，在农业景观中将降低氮素投入，修复果园地表覆盖，提升周围景观自然、半自然生境面积比例相结合，可实现生态修复、生物多样性保护、作物产量提升多目标的共赢。

图3（A）周围景观中半自然生境比例对苹果园野生蜂多样性影响（Wu et al，2021）（B）苹果园到自然生境距离对不同体长及所有体长野生蜂多度影响（C）苹果园到蜂箱距离对果园蜜蜂多度的影响（Wu et al，2019）

图4（A）果园与自然生境距离和地表开花植被盖度交互作用对传粉蜂多度影响（Wu et al，2019）（B）地表开花植物物种数与土壤总氮含量果园蜜蜂多样性影响（王美娜等，2022）（C）土壤总氮素含量与传粉蜂多度交互对苹果中子数影响（Wu et al., 2021）

相关研究发表在生态学国际前沿杂志Journal of Applied Ecology（5 year- IF:7.82），Agriculture Ecosystems & Environment（5 year- IF:7.088）， Biological Conservation（5 year- IF:7.39）等期刊上。研究有关传粉者多样性及其传粉服务对作物产量影响、半自然生境及景观管理与氮素管理互作对生物多样性保护、作物传粉重要作用的认识被应用于农业行业标准《农田景观生物多样性保护导则》制定，并作为《农田景观生物多样性保护及生态景观建设关键技术应用》重要基础研究支撑，获得神农中华农业科技奖二等奖；同时，基于研究结果，课题组在回复自然资源部部长关于生物多样性保护批示中提出了保护三类国土空间农业景观和恢复半自然生境保护传粉昆虫相关政策建议，参与《生态型土地整治指南》编写并获得自然资源部优秀科普图书奖。