Климат может различаться на больших территориях, но он также может варьироваться и на гораздо меньших площадках, например, на фермах. Новое исследование, проведённое учёными из Пенсильванского государственного университета, изучило, как микроклимат — климат небольшой или ограниченной территории — влияет на опыление дикими и одомашненными пчёлами и на урожайность дикого черники.
Исследование
Исследование, опубликованное в журнале Agriculture, Ecosystems & Environment, проводилось на поле дикой черники площадью 170 акров в штате Мэн.
Результаты
Исследователи обнаружили, что и дикие пчёлы, и медоносные пчёлы находили наиболее густо цветущие участки полей и концентрировали свою добычу пищи в этих местах. Дикие пчёлы также предпочитали участки, которые были теплее среднего.
Исследователи также выяснили, что, хотя одомашненные медоносные пчёлы были многочисленны на участке, не было никаких признаков уменьшения количества диких пчёл вблизи ульев медоносных пчёл или на полях с наибольшим количеством добычи пищи для медоносных пчёл.
Выводы
Хизер Грэб, доцент Колледжа сельскохозяйственных наук и ведущий автор статьи, сказала, что результаты могут быть использованы для разработки подходов точного земледелия, которые помогут усилиям по сохранению биоразнообразия.
«Например, подходы точного сельскохозяйственного управления часто предполагают удаление низкопроизводительных участков из производства, возможно, в интересах увеличения площадей для сохранения биоразнообразия», — сказала она. «Методы дистанционного зондирования могут измерять закономерности плотности цветов на поле и выявлять регионы с низким цветением, что может быть перспективным методом для выбора участков-кандидатов для преобразования в среды обитания для сохранения».
Влияние климатических изменений
По словам Грэб, в то время как такие факторы, как изменение климата и доступность цветочных ресурсов и мест для гнездования, были определены как способствующие сокращению популяции опылителей, значительная часть вариативности всё ещё остаётся необъяснённой.
«Большая часть этой вариативности может быть объяснена мелкими пространственными и временными изменениями температуры и влажности в течение дня и в разных микроклиматах в пределах данной области, что мы и стремились изучить в этом исследовании», — сказала она.
Кристина Грозинджер, профессор энтомологии и директор Института наук о жизни Хака, сказала, что проект был результатом сотрудничества между Центром исследований опылителей Пенсильванского государственного университета, Университетом Питтсбурга и компанией Wyman’s — одним из крупнейших производителей дикой черники в Соединённых Штатах и крупнейшим брендом замороженных фруктов в США.
Сотрудничество
Она отметила, что центр и Wyman’s сотрудничали в течение многих лет, поддерживая опылителей и услуги по опылению в сельскохозяйственных полях.
«Наши сотрудники в Wyman’s отметили, что некоторые части их полей стабильно давали меньше ягод, но не было очевидной причины», — сказала она. «Мы решили разгадать эту загадку, разработав новые стратегии мониторинга и моделирования урожайности сельскохозяйственных культур, активности опылителей и изменений окружающей среды в сотрудничестве с группой Викаса Кханны в Университете Питтсбурга».
Сбор данных
Викас Кханна, профессор кафедры гражданского и экологического инжиниринга Университета Питтсбурга и соавтор статьи, отметил, что одной из сильных сторон исследования была теснота сотрудничества между всеми тремя учреждениями.
«Влияние изменения климата на сельскохозяйственные системы и продуктивность сельского хозяйства включает в себя сложную динамику», — сказал он. «Решение этих проблем требует междисциплинарных стратегий, которые объединяют знания из разных областей, как это продемонстрировала эта исследовательская группа».
Студенты Университета Питтсбурга развернули датчики температуры и влажности по всему коммерческому полю дикой черники площадью 170 акров — которое было разделено на 120 участков размером один квадратный метр — и измерили прогресс цветения, а также количество и разнообразие опылителей черники.
«Мы смогли использовать эти данные для создания модели микроклимата на всей ферме — включая температуру и влажность — которая отслеживала изменения окружающей среды каждые 10 минут по всему полю в течение всего периода цветения», — сказала Грэб. «У нас также были данные о местоположении и количестве ульев с медоносными пчёлами, а также о закладке плодов и урожайности черники на 100 участках по всему полю».
Исследователи обнаружили, что различия в ландшафте приводили к образованию микроклиматов с разницей до 10 градусов Цельсия и 29% относительной влажности. И одомашненные медоносные пчёлы, и дикие пчёлы имели перекрывающиеся зоны добычи пищи и привычки, причём оба вида предпочитали более тёплые микроклиматы, хотя дикие пчёлы добывали пищу раньше в течение дня и в более широком диапазоне условий.
Команда также обнаружила, что плотность цветов, которая была выше в местах с более тёплым микроклиматом, была основным фактором, определяющим как добычу пищи дикими и медоносными пчёлами, так и урожайность черники.
«Поскольку в более тёплых участках поля также было больше цветов и выше урожайность, изменения климата, которые увеличивают изменчивость микроклимата, могут способствовать увеличению изменчивости урожайности на полях», — сказала Грэб.
В будущем дополнительные исследования могут изучить, различаются ли эти закономерности в разных, более широких регионах и в разные годы, сказали исследователи.
Другие соавторы статьи — Гарретт Сиск и Анаис Остроски из Университета Питтсбурга; Трэвис Диллард и Брюс Холл из Jasper Wyman & Son; и Сара Госли из Министерства сельского хозяйства США, Служба сельскохозяйственных исследований.
Предоставлено:
Пенсильванский государственный университет