宾夕法尼亚州立大学的查克·吉尔 研究结果被用来开发一种实时工具来预测蜜蜂的生存,这种工具被称为“蜜蜂冬季生存”,它被整合到养蜂人使用的决策支持系统“蜜蜂景观”中
信用:宾夕法尼亚州立大学 宾夕法尼亚州立大学的研究人员表示,蜜蜂群体的冬季生存受到夏季温度和前一年降雨量的强烈影响。他们表示,他们的发现表明,蜜蜂有一个“金发女孩”偏好的夏季条件范围,超过这个范围,它们在冬季存活的可能性就会下降
研究人员说,这项研究的结果使用了宾夕法尼亚州养蜂人协会及其成员提供的几年调查数据,使得预测蜜蜂冬季生存的工具的开发能够支持养蜂人的管理决策
蜜蜂为美国农业贡献了超过200亿美元的授粉服务,并且每年为美国农业生产另外3亿美元的蜂蜜
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该研究的主要作者、地球与矿物科学学院地球与环境系统研究所博士后研究员玛蒂娜·卡洛维指出,养蜂人
卡洛维说:“然而,冬季蜂群死亡大大降低了蜜蜂对经济和生态系统的贡献。据估计,从2016年到2019年,蜜蜂在美国的越冬死亡率超过了53%。”
“虽然冬季死亡率因地区而异,但人们对这种变化背后的地貌和天气因素知之甚少
" 卡洛维指出,蜜蜂群在冬天不会休眠
蜜蜂保持活跃,通过形成一个温度调节集群,将蜂箱温度保持在75至93华氏度之间,在集群中,它们组成一个紧密的球,振动飞行肌肉以产生热量,使蜂群在外部温度低于50华氏度时存活下来
这使它们能够在长时间的低温下生存
“在冬天,蜂群停止寻找花蜜和花粉,依靠现有的食物储备,这些食物是在植物生长季节收集的,”她说
“新蜜蜂的饲养也停止了,蜂群的生存依赖于秋季生产的长寿蜜蜂群
" 其结果是,任何限制蜂群在夏季和秋季储存足够食物的能力、破坏冬季有效体温调节或缩短越冬蜜蜂寿命的因素都会导致蜂群死亡,合著者之一、农业科学学院普布留斯·维吉留斯·马罗昆虫学教授克里斯蒂娜·格罗兹尼格说
她说,这些因素包括影响饲料供应的天气条件、蜜蜂在冬天的体温调节能力以及蜜蜂在春天开始育儿前的时间
其他动态包括影响寄生虫和病原体负荷的养蜂人管理实践——特别是控制传播病毒的瓦螨——以及周围土地使用导致的饲料质量和农药暴露
“在建模和预测蜜蜂冬季生存时,我们需要考虑所有这些因素,”格罗兹尼格说,“这需要跨越多种类型的栖息地、小气候和年份的大数据集
" 为了收集养蜂人管理和冬季生存数据,研究人员与宾夕法尼亚州养蜂人协会合作,该协会对全州的养蜂人进行年度冬季损失调查
该协会提供了此次调查的数据,涵盖了三个冬季,包含了257个蜂房中1429个蜜蜂群的信息
对于每一个报道的蜂房位置,研究人员收集了决定温度和湿度条件的天气和地形变量的数据,以及影响植物资源可用性和杀虫剂暴露风险的景观变量的数据
该团队包括农艺措施,如连续干旱天数和生长度天数,这是一种用于估计生长季节植物和昆虫生长发育的热量积累措施
这些多样而复杂的数据集使用随机森林进行集成和分析,随机森林是一种机器学习算法,它将多个变量的输出合并为一个结果
正如研究小组最近在《科学报告》中报道的那样,影响冬季生存的一个关键因素是对瓦螨的管理
然而,管理瓦螨水平的养蜂人仍然经历了高损失(25-60%的死亡率)
对于这些养蜂人来说,预测冬季蜂群存活的四个最重要的变量是生长天数、最热季度的最高温度、最热季度的降雨量和最湿季度的降雨量
其中,最强的预测因子是前一个夏天的生长天数,研究人员称这可能与花卉资源的可用性有关
“从我们的分析来看,天气条件在预测冬季蜜蜂生存中的重要性是非常明显的,”合著者莎拉·戈斯利说,她是美国牧场系统和流域管理研究部门的生态学家
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农业部的农业研究服务
“我们对36种天气和其他环境变量进行了细致的分析,发现了夏季过冷和过热的负面影响,”她说
“该模型可用于预测今年和预计未来气候变化情景中越冬成功的概率
" 宾夕法尼亚州立大学传粉者研究中心主任格罗辛格说,该模型被用来开发一种实时工具,以预测蜜蜂存活概率与生长天数的函数关系
这个名为“养蜂智慧”的工具已经被整合到“蜜蜂景观”中,这是一个由该中心领导的决策支持系统,由养蜂人和技术顾问使用
卡洛维说:“我们相信这是第一次结合天气、地形和土地利用因素对蜜蜂越冬存活进行研究。”
“我们的结果证明了天气变量对蜜蜂越冬存活率的预测能力,以及用机器学习方法解决这类问题的价值
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