面对农业生产中自然资源的日益枯竭,新的模式应运而生,旨在利用自然生态系统机制而非完全依赖化学投入。花卉种植——即在作物内部或周围种植花带或花坛——便是促进生物多样性并同时提高产量的替代方案之一。这些措施不仅仅是装饰,它们还有助于植被和土壤的恢复,并强化授粉和生物防治等重要的生态系统服务。
圣保罗大学生物科学研究所 (IB) 的研究人员进行了一项研究,调查了一个与花卉作物有关的有争议的话题:花卉是通过吸引授粉昆虫来帮助增加产量,还是会分散蜜蜂的注意力,从而损害农业系统,使蜜蜂无法在田间工作?
在生态综合实验室(SintECO)Marco Mello教授的指导下,克里斯蒂娜·阿克米·基塔提出了一个名为“整合假说”的新理论。她认为,当作物尚未开花时,蜜蜂最初会聚集在花坛中;然而,随着作物开花并提供具有竞争力的能量奖励,蜜蜂会逐渐扩散到商业种植园中。
该理论认为,“集中器”效应(吸引蜜蜂的花朵)和“输出器”效应(将蜜蜂送到农作物上的花朵)以前被科学界视为对立的现象,实际上是同一生态过程的连续阶段,受环境和动物行为之间的相互作用调节。
克里斯蒂娜意识到,“集中型”和“输出型”学派之间的争论忽略了系统的时空动态。由于全球研究缺乏标准化,构建这一综合体系极具挑战性。马尔科·梅洛教授将这一过程比作“试图用500块碎片拼凑出一个5块的拼图,而且这些碎片还散落在地上”。这位研究人员还指出:“许多原始研究遗漏了关键数据,例如花卉的确切成分或环境条件,这使得研究结果难以推广。”
该研究的讨论表明,成功的授粉取决于一个由四个相互关联的因素组成的系统:农作物类型、花卉组成、蜂群以及环境背景。为了了解如何放大授粉效果,该研究进一步发展到数学建模和数据模拟领域。
可持续性岌岌可危
为了澄清科学文献中的矛盾之处,该团队采用了以下方法: 研究编织这种方法结合了系统文献映射和文献计量学。综合分析方法有助于识别研究领域中的空白、偏差和关联。其目标并非收集新的实地数据,而是综合现有的全球知识,提炼出“核心要义”,并提出能够整合不同观点的新理论。
系统性绘图整理了生物学证据,识别出作物类型、花卉种类和蜜蜂类群等变量。与此同时,文献计量学分析揭示了合作研究领域仍然存在脱节和地域偏向的问题,大部分研究集中在欧洲和北美,导致巴西等热带地区存在严重的空白。
整个过程严格遵循Prisma协议,确保了透明度和可重复性。一项关键的方法学决策是针对不同情况采取差异化处理。 意大利蜜蜂 (欧洲蜜蜂)。由于它是经常被商业化养殖的物种,其在租赁蜂箱中的人工存在可能会掩盖花卉作物对野生和本地蜜蜂的自然吸引作用。
“确定影响因素是提高该模式生产力的第一步。一旦我们了解其运作方式并像在控制面板上一样调整‘按钮’,就能提高花卉种植园对作物生产力的贡献率,”马可·梅洛说道。
可持续发展目标——SDGs
这项研究的紧迫性在于,如何在不损害生态系统的前提下,为不断增长的人口实现粮食安全这一挑战,这与联合国可持续发展目标2和12直接相关。蜜蜂是全球农业的主要授粉媒介;然而,以森林砍伐和大量使用杀虫剂为特征的传统农业集约化,已导致这些物种在全球范围内减少。
“我感兴趣的是了解人类活动对环境的影响以及这些活动如何影响我们,”克里斯蒂娜解释说,她的研究方向是生态集约化——在生产更多食物的同时保护对依赖授粉的作物至关重要的授粉媒介。
克里斯蒂娜·基塔目前正致力于剖析一些具体变量,例如蜜蜂的体型,这直接影响其在花坛和作物之间飞行的能力和距离。该计算模型能够模拟数千种尚未得到充分实证验证的理想场景,从而预测不同地区哪些花卉组合能够最大程度地提高作物产量。
尽管这项研究具有严谨的理论基础,但其最终目标却极具实践意义:指导农业管理,并为基于自然的公共政策提供依据。在政府层面,这些数据可以为实施可持续解决方案(例如为野生动物提供栖息地的活篱笆和高架苗床)的生产者提供税收优惠或补贴。
通过系统化生态复杂性,这项工作为农业变得更具韧性和生产力提供了战略指导,将蜜蜂保护转变为繁荣和粮食安全的引擎。
更多信息请访问 doi.org/10.1016/j.biocon.2026.111807
