乡村景观中昆虫传粉服务功能保护途径
随着研究的持续深入,且在相关保护政策的支持与推动下,昆虫传粉服务功能的提升已经成为乡村景观规划设计的重要内容,逐步形成涵盖乡村生态系统传粉服务评估、传粉者友好型乡村景观格局优化、作物生境与非作物生境协同管理以及多元支撑措施体系全流程的保护技术体系。
2.1 乡村生态系统传粉服务评估
2.1.1 乡村生态系统传粉服务需求与价值评估
传粉服务需求与价值评估旨在明确昆虫传粉服务对人类经济发展的潜在影响,帮助决策后期维持或增强乡村生物多样性中昆虫传粉服务功能保护的人力、物力和财力投入[30, 42-43]。早期的传粉服务评估方法大多是基于经济价值的定量化评估,结合空间和时间的研究相对较少。近年来,土地利用结合生态系统服务制图得到了更加广泛的关注,以土地利用数据为基础,借助 In VEST-Pollination 等软件构建传粉服务需求评价模型[30, 33],深入评估传粉昆虫对农作物的产量影响,实现传粉服务功能时空层面的对比综合评估[14, 30, 44]。
传粉服务价值的评估往往与农业生产相联系,因此相关研究在传粉服务需求评估的基础上,结合乡村景观中资源的空间分布与传粉昆虫的丰富度、筑巢适宜性等因子,将景观要素纳入授粉服务的测绘和评估(表 1),对传粉昆虫为农业生产所提供的最高作物生产力进行预测与空间制图[33, 42-43]。如《威尔士东南部传粉者绿色基础设施行动计划》(GreenInfrastructure Action Plan for Pollinators in SouthEast Wales)结合其东南部的传粉服务需求图、关键地点传粉昆虫生物多样性地图与传粉昆虫的授粉服务区域图等多类型数据,量化威尔士东南部不同区域的传粉服务价值,为分区域制定传粉昆虫保护措施提供科学基础[45]。
2.1.2 乡村生态系统栖息地资源评估
农业景观中作物授粉依赖于传粉昆虫从非农业地区(如森林中的筑巢栖息地)到农田(觅食栖息地)的移动,评估传粉者栖息地资源的数量及空间有助于保护策略的精准制定。区域尺度上,生态系统的异质性、栖息地类型数量评估是主要内容,以航空影像与实地调研为主要手段,确定现有栖息地、潜在传粉者栖息地、栖息地碎片化的区域和对传粉者重要的连通走廊等[14, 38]。景观尺度上,蜜粉源植物的空间分布格局、栖息地空间的连通性与栖息地质量等被作为主要评估内容,如基于物种分布、农业系统模式、地貌特征、开发强度识别高价值农田[46]。
相关研究证实了森林对农田内传粉昆虫物种丰富度的提高作用,农林复合系统是高价值的栖息地类型。局地尺度上,乡村生态系统栖息地资源评估以群落间生物多样性为重点,以摸底单一生境内具体的蜜粉源植物、传粉昆虫为重点,并常联动微观尺度上对适宜传粉者繁衍生存的最优群落结构研究,探索生态系统内部结构对传粉者网络的支撑作用[35, 47]。
2.1.3 传粉昆虫物种多样性评估
传粉昆虫物种多样性评估以关键(稀有、濒危或具有代表性)传粉昆虫物种为核心对象,一般包括蜜蜂类、蝴蝶类、区域指示性昆虫等。其中,蜜蜂类为农业生态系统中授粉能力最突出的传粉昆虫类群,提供了主要的授粉服务功能[16, 33]。评估内容与方法综合了传粉昆虫的个体、种群、群落以及传粉生态系统等不同尺度的指标数据与结论[16](表 2),为乡村景观优化提供基础数据,实现了对关键传粉昆虫物种单体和昆虫群落的全面保护[10]。
2.2 传粉者友好型乡村景观格局优化
传粉昆虫的活动空间范围相对有限,增强栖息地连通性和农田景观异质性[4, 7],调整景观格局,优化资源分布[31, 48-50],营建促进传粉者移动的走廊或高质量的栖息地,是提升乡村景观传粉服务功能的重要举措[31, 51]。
2.2.1 农业景观空间连通性的调控
农业景观空间连通性对传粉昆虫生物多样性具有重要影响[5, 49]。尽管农业景观是乡村景观的主体要素,但仅局限于对农田的保护干预而不考虑与其他类型土地的景观连接性和异质性,亦不利于传粉者友好型乡村景观格局的提升保护[40, 51]。构建区域协调的城乡融合型生态网络已成为提高乡村传粉服务功能的重要举措[7]。
基于此,欧美国家或地区制定了以农田为主要土地管理对象的针对性保护干预措施体系(表 3)[40],旨在保护和恢复景观连通度更高的传粉者友好型栖息地[51]。如英格兰、苏格兰、威尔士与爱尔兰共同打造贯穿乡村和城镇的“昆虫通道”——B 线(B-Lines),其基于跨越乡村、城市等在内的广阔土地,恢复原生植物并营建新的蜜粉源区域,计划恢复至少 15 万 hm2 的传粉者栖息地,构建全国性的传粉者网络。
2.2.2 农业景观空间异质性水平的提高
农业景观中,景观异质性对传粉昆虫多样性有着重要影响,不同区域内的高异质性景观组合为传粉昆虫提供更为丰富多样的食源与筑巢资源,非作物生境占比较高的复杂景观支持了传粉昆虫群落的多样化[52-53],有利于乡村生态系统中昆虫传粉服务功能的提高[7, 40, 54-55]。因此,传粉者友好型管理需要综合考虑高异质性的空间配置[40, 52, 55]。如适当增加非作物生境与植物群落的构成比例,在保护原有优势物种的基础上丰富植物种类,维护高质量栖息地,改善现有人工林的林分结构等[53-55]。
《欧盟共同农业政策》(CommonAgriculture Policy)明确要求,耕地大于 15 hm2时须保留至少 5% 的包含休耕地、农田边界带、农林复合生境、覆盖作物等在内的生态重点区域[56]。英国《康威镇传粉者行动计划》 (Conway Pollinator Action Plan)以农业生产区域种植斑块为核心,协调自然区域、建成区域等高异质性景观资源,系统规划构建了完善的区域性城乡传粉者网络,打造传粉者通向种植斑块中同类食源的跳板通道,以维持较高的传粉昆虫丰度与多样性[57]。