Meny

Javascript verkar inte påslaget? - Vissa delar av Lunds universitets webbplats fungerar inte optimalt utan javascript, kontrollera din webbläsares inställningar.
Du är här

Pollinators and Insect Pollination in Changing Agricultural Landscapes

Författare:
Publiceringsår: 2017-10
Språk: Engelska
Sidor:
Dokumenttyp: Doktorsavhandling
Förlag: Lund University, Faculty of Science, Centre for Environmental and Climate Research

Sammanfattning

Svensk sammanfattning
Kraftiga förluster av pollinerare är oroande och det har talats om risken för att en pollineringskris ska uppstå, med konsekvenser för både människor och miljö. De flesta blommande växter och tre av fyra odlade grödor är nämligen insektspollinerade (Box 1). Minskningarna hänger ihop med det moderna jordbrukets utveckling. Många gamla hagmarker och ängsmarker där bin och fjärilar förr levde gott har vuxit igen eller plöjts upp i behov av mer åkermark. Ogräsmedel har minskat förekomsten av blommande ogräs, och i takt med att små fält har ersatts av stora, har de blommande åkerkanterna blivit färre. Pollinerande insekter förlorat både mat och livsmiljöer. Dessutom skadas de av insektsbekämpningsmedel och sjukdomar.

Vinnare och förlorare
Förlorarna är de som är specialiserade på vissa blomtyper (t.ex. ärtväxter) eller miljöer (t.ex. ängs- eller hagmark), men långt ifrån alla pollinerare har drabbats av jordbrukslandskapets förändringar. Vinnarna har gemensamt att de äter pollen och nektar från nästan vilka växter som helst och är bra på att flyga långt, vilket gör att de har lätt för att hitta mat även när blommorna ligger långt ifrån varandra eller långt från en lämplig boplats. Genom att flyga långt kan de utnyttja den rika men tillfälliga förekomsten av pollen och nektar från blommande grödor med olika blomningstid, vilket är en stor fördel i ett jordbrukslandskap där det är ont om hagmarker, ängar och blommande vägkanter. De blomflugor som har tjänat på förändringarna har larver som äter bladlöss, vilket betyder att larverna har gott om mat i intensivt odlade landskap.

Obalans mellan insekter och blommor
När det finns för få blommor för att mätta alla pollinerare uppstår konkurrens om pollen och nektar. Finns det däremot för få pollinerare för att pollinera alla blommor, så konkurrerar de blommande växterna om pollinering. Under stabila förhållanden anpassas växters och pollinerares antal till varandra så att det råder jämvikt mellan antalet pollinerare och antalet blommor.
Det moderna jordbrukslandskapet kan ha gjort det svårare för pollinerare och blommande växter att hitta varandra. Pollinerarna flyger gärna längs fältkanter, vilka har blivit mer sällsynta. Det betyder att även om det finns blommor i närheten så kanske inte insekterna hittar dem. Dessutom kan mängden pollinerare eller blommor ibland skifta väldigt snabbt på en plats, t.ex. när en gröda börjar blomma eller bikupor placeras ut.
I min avhandling ställde jag mig följande frågor:
1. Påverkar rapsodling pollineringen av växter som blommar senare under säsongen?
2. Konkurrerar honungsbin och vilda humlor om mat?
3. För att gynna pollinerare sår vissa lantbrukare remsor med blommande växter. Hur påverkar det pollinering av andra växter i närheten?
4. Många pollinerare är sällsynta i storskaliga jordbrukslandskap. Hur påverkar det pollinering och fröproduktion hos vilda insektpollinerade växter?

Raps påverkar pollinering
Under maj månad lyser det skånska landskapet gult av blommande raps. Det finns mat i överflöd för pollinerande insekter. Rapsens söta doft och klara färg drar till sig massvis av pollinerare. Rikligheten av mat lockar flyttande blomflugor långväga ifrån och humlekolonier kan växa sig stora. Eftersom rapsblommor är ganska platta i formen gynnar de framför allt korttungade pollinerare (Box 2), som jordhumlor, blomflugor och solitärbin.
Redan i början av juni bleknar den gula färgen och när rapsblommorna vissnat blir det ont om pollen och nektar. Eftersom rapsen då både lockat till sig blomflugor och hjälpt humlorna att bygga upp stora kolonier är det många insekter som ska dela på de blommor som nu finns i fältkanter och närliggande hagmarker. Det uppstår konkurrens om mat, vilket verkar drabba långtungade humlor extra hårt.
Eftersom långtungade humlor är viktiga pollinerare av många växter undersökte jag hur denna situation påverkar vikten respektive fröproduktionen hos två insektspollinerade växtarter – smultron som pollineras av korttungade insekter och rödklöver som främst pollineras av långtungade humlor.
På platser där det hade förekommit mycket blommande raps tidigare under säsongen vägde smultronen mer (Box 1), vilket tyder på att pollineringen gynnats av rapsodling. Rapsen gynnade bara smultronens vikt i slättlandskap, d.v.s. i landskap som domineras av åkermark. Orsaken till att raps inte påverkade smultronens vikt i mer småskaliga jordbrukslandskap, där det finns fler blommor i hagmarker och fältkanter kan ha varit att insekterna hade mer mat att välja mellan och att den positiva effekten blev utspädd.
Rödklöver var däremot opåverkad av hur mycket raps som hade blommat i det kringliggande landskapet, oavsett hur mycket hagmark och fältkanter det fanns, vilket kan ha berott på att växtens pollinerare, de lång-tungade humlorna, inte gynnas av raps.

Konkurrens om blommor
Under högsommaren, efter rapsens blomning, är det ont om blommor på slätten och därmed stor risk för konkurrens om mat mellan pollinerande insekter. Jag undersökte om honungsbin konkurrerade ut humlor och om effekten var starkare i slättbygd än i mer småskaliga jordbrukslandskap.
De flesta humlor som lever på slätten, oavsett om där finns honungsbin eller inte, tillhör en art som heter mörk jordhumla. Dessa kan flyga ett par kilometer när de letar efter mat och hör därför till vinnarna i det moderna jordbrukslandskapet. Hela tre av fyra humlor som jag hittade på slätten var jordhumlor. På platser i slättlandskap där bikupor hade placerats ut hittade jag bara en femtedel så många humlor som i slättlandskap utan honungsbin. Eftersom jordhumlorna kan flyga långt är det troligt att de hellre letade efter mat någon annanstans än i närheten av honungsbina och att detta var orsaken till att det fanns så få i närheten av bikuporna.
I småskaliga jordbrukslandskap finns det ofta fler blommor i hagmarker och fältkanter och det odlas mindre raps. Därför blir inte matbristen bland pollinerarna lika påtaglig under högsommaren. Där klarar sig många humlearter bättre än på slätten och det vanligt med arter som är lite mindre i storleken än mörka jordhumlor. Små humlearter flyger bara korta sträckor från boet när de letar mat och är därför extra känsliga för perioder av matbrist.
Där bikupor hade placerats ut i småskaliga jordbrukslandskap utgjorde de små arterna en mindre andel av de observerade humlorna än på platser där bikupor inte hade placerats ut. De arter som drabbades hårdast av konkurrensen verkade alltså vara små humlor som framför allt finns i småskaliga jordbrukslandskap. Eftersom de små arterna inte kan flyga så långt är det troligt att matbrist i närheten av bikuporna ledde till att humlornas kolonier inte kunde växa med samma hastighet som på platser utan honungsbin.
Jag räknade antalet humlor jag såg i fältkanter, men undersökte inte hur humlornas förökning påverkas av konkurrens med honungsbin. Därför vet jag inte hur stora effekterna blir på sikt. Konkurrensen beror troligtvis både på hur mycket honungsbin och andra insekter som ska dela på maten och på hur mycket födoresurser det finns på platsen. Därför skulle ett sätt att mildra biodlingens konsekvenser för vilda pollinerare kunna vara att öka mängden blommor, exempelvis genom att så vilda blommande växter i fältkanter, så kallade blomremsor.

Mer blommor – mindre pollinering?
Många lantbrukare sår redan blomremsor för att hjälpa pollinerarna. Tillsammans med en grupp kollegor och studenter undersökte jag om blomremsorna påverkar frö- och fruktproduktion hos insektspollinerade växter positivt (genom ökat antal pollinerare) eller negativt (genom ökad konkurrens om pollinerare mellan blommorna) och om effekten beror på avståndet till blomremsan. För att kunna göra det placerade vi ut krukor med smultron eller åkerböna i 16 fältkanter intill blomremsor och även i vanliga fältkanter (alltså utan blomremsa) ett par hundra meter från de 16 blomremsorna. Dessutom satte vi ut krukor på lika många platser där det inte fanns någon blomremsa alls inom en kilometer.
I slättbygd, där det mest är åkermark och därför ont om övriga blommor (när inte rapsen blommar) verkade blomremsorna dra till sig pollinerare och därmed gynna pollinering i den intilliggande fältkanten. I småskaliga jordbrukslandskap med mindre fältstorlekar, mer hagmark och alternativa blomresurser verkade de snarare leda till ökad konkurrens om pollinerare mellan blommor. Effekterna var bara synliga i direkt anslutning till blomremsorna.
I fältkanter några hundra meter bort hade blomremsorna ingen effekt alls på frö- och fruktsättning. I dessa fältkanter och även i fältkanter som låg minst en kilometer från närmsta blomremsa verkade pollineringen missgynnas av mer storskalighet i jordbrukslandskapet. Mindre yta hagmark och färre fältkanter är med andra ord faktorer som missgynnar pollinerare.
Lägre frösättning försämrar växters möjlighet att föröka sig. Enligt en nyligen publicerad studie är insektspollinerade växter ovanligare i hagmarker som ligger omgivna av intensivt brukade landskap än i hagmarker i mindre intensivt brukade landskap.
Detta skulle kunna bero på att det saknas tillräckligt med pollinerare i de intensivt brukade landskapen, vilket i så fall går i linje med vad jag såg de fältkanter som inte låg intill blomremsor.

Hotas blommande växter av bibrist?
För att ta reda på om storskaligt jordbruk generellt har en negativ effekt på fröproduktionen hos insektspollinerade växter kontaktade jag forskargrupper runtom i Europa och bad dem om uppgifter på vilda växters frukt- och fröproduktion i olika typer av jordbrukslandskap. Jag fick tag på uppgifter om 26 vilda växtarter från totalt nio europeiska länder. I de fall det fanns uppgifter om blombesökande insekter undersökte jag om blombesöken också påverkades av landskapet.
Växter som stod i fältkanter eller på odlad mark (olivlundar, vallar etc.) fick lika många blombesök av bin och andra pollinerare, samt producerade samma antal frön, oavsett hur mycket åkermark eller oplöjd jordbruksmark (t.ex. betesmark och fruktodlingar) det fanns runtomkring.
Vildbin och fjärilar är vanligare i mer småskaliga jordbrukslandskap än i slättlandskap med mer intensivt jordbruk, men detta beror delvis på att det finns fler blommor. Därför är det möjligt att antalet pollinerare per blomma är ungefär detsamma i fältkanter oavsett om dessa ligger i småskaliga eller storskaliga jordbrukslandskap.
Växter som stod i naturbetesmarker och öppna buskmarker fick däremot fler blombesök av pollinerande om det fanns mycket oplöjd jordbruksmark (t.ex. betesmark och fruktodlingar) i det kringliggande landskapet. Trots det påverkades inte frukt- och fröproduktionen.

Slutsats
Min avhandling ger inget entydigt svar på hur insektspollinering påverkas av mängden oplöjd jordbruksmark. Effekten verkade bero på en rad olika faktorer som närhet till en blomremsa, mängd raps i landskapet och så vidare. För att bevara de insektspollinerade växterna är det däremot viktigt att vi bevarar de pollinerande insekterna, vilket innebär att det är viktigt att vi gynnar pollinerarna. Oplöjd jordbruksmark gynnar vilda pollinerare och minskar konkurrensen mellan dem. För att säkra framtida pollinering av vilda växter och grödor, kan vi därför antingen öka mängden hagmark eller andra typer av miljöer som tillgodoser pollinerarnas behov av blommor och boplatser.
Agricultural intensification and associated loss of semi-natural grasslands, has resulted in reduced landscape heterogeneity. A concomitant loss of forage and nest sites for pollinating insects has driven declines across several pollinator taxa. Because 75% of the cultivated crops and more than 85% of the flowering plant species are insectpollinated, concerns have been raised that the pollinator declines will have consequences for human food supply and plant conservation. Several instances (e.g. the UN and EU) have reacted and initiatives are taken at different levels to increase floral resources for pollinators and also to benefit beekeeping. In order to restore populations of wild pollinators and protect their valuable functions, it is important to understand the complexity of plant-pollinator interactions. In this thesis, I assessed how some factors related to agriculture affect pollinators and pollination, mainly focusing on wild plant and
pollinator species. One study was performed by compiling data from several native plant species across Europe. For three additional studies, I collected field data. I found that a lack of landscape heterogeneity can reduce the number of flowervisiting pollinators in European semi-natural habitats (including semi-natural grasslands and semi-open bushlands) and result in competition for floral resources between managed honey bees and wild bumble bees. There was no general effect of landscape heterogeneity on the reproductive success of insect-pollinated plants in European agricultural landscapes. Instead, the field studies suggested that landscape heterogeneity modifies the impact of other factors. For example, the cultivation of oilseed rape benefitted the reproductive success of one later-flowering study species, but not another, and only in landscapes with low heterogeneity. Also, sown flower strips, which are used to supply pollinators with floral resources, benefitted the reproductive success of adjacent plants in landscapes with low heterogeneity, but had a negative impact on the reproductive success of adjacent plants in more heterogeneous landscapes. As many previous studies, this thesis highlights the importance of preserving landscape heterogeneity and semi-natural grasslands in order to protect viable pollinators populations. Although I found no general impact of landscape heterogeneity on plant reproductive success, the persistence of insect-pollinated plants will largely depend on pollinator availability, and thereby on maintained semi-natural grasslands. The maintenance of semi-natural grasslands and landscape heterogeneity in general are important for wild pollinators and can reduce the negative consequences on their populations from competition with managed honey bees. The restoration and maintenance of these habitats may be particularly important in heterogeneous landscapes, where they are particularly species rich and the opportunity cost for the farmers is lower than in homogeneous landscapes. In homogeneous landscapes, where semi-natural grasslands are scarce and more difficult to maintain because of a lack of animal husbandry and a high opportunity cost, sown flower strips can be used to benefit common ecosystem service providing organisms and to some extent the pollination of wild plants.

Disputation

2017-11-17
10:00
Lecture hall “Blå hallen”, Ecology building, Sölvegatan 37, Lund
  • Ben Woodcock (Dr.)

Nyckelord

  • Environmental Sciences
  • pollinators
  • pollination
  • agri-environment schemes
  • beekeeping
  • oilseed rape
  • sown flower strips
  • agri-environment measures

Övriga

Published
  • Henrik Smith
  • Maj Rundlöf
  • Johan Ekroos
  • Riccardo Bommarco
  • ISBN: 978-91-7753-477-8

Box 117, 221 00 LUND
Telefon 046-222 00 00 (växel)
Telefax 046-222 47 20
lu [at] lu.se

Fakturaadress: Box 188, 221 00 LUND
Organisationsnummer: 202100-3211
Om webbplatsen