Влияние изменения климата на кормовую базу пчел
Во многих регионах в последние несколько десятилетий влияние глобального изменения климата становится все более заметным. Средние температуры отдельных сезонов увеличиваются. Осадки все чаще выпадают в виде кратковременных ливней, реже снега. Лето может быть очень сухим. Все это отражается на функционировании растений и, следовательно, всех организмов, которые от них зависят, включая насекомых-опылителей.
Изменение климата в Европе
В результате сжигания ископаемого топлива содержание углекислого газа (CO2 ) в атмосфере Земли увеличивается уже более 200 лет.
Такое изменение напрямую влияет на физиологию растений, но прежде всего — на среднюю температуру нашей планеты. В 2009-2018 годах она была примерно на 0,91-0,96 °С выше по сравнению с периодом 1850-1899 годов, что поставило последние годы на первое место в таблице рекордно жарких лет в истории метеорологических измерений.
При этом, однако, температура над сушей в Европе повысилась гораздо больше: на 1,6-1,7°С. Потепление неравномерно распределено по земному шару.
Существуют большие различия не только между регионами, но и между сезонами, например, в северной части нашего континента средние зимние температуры повышаются быстрее, чем летние. Это влияет, например, на продолжительность вегетационного периода. В ряде регионов за последние 40 лет он был продлен в среднем примерно на 10 дней. Однако есть места, где это увеличение намного больше, до 40 дней.
Продление вегетационного периода во многом связано с переносом даты пробуждения природы после зимы. Наблюдения в Европе за последние несколько десятилетий показывают, что растения и животные начинают свою весеннюю деятельность все раньше и раньше: в среднем около 4-5 дней на каждый 1°C повышения средней температуры.
Конец вегетации растений также немного задерживается.
Рисунок 1. Температурные тренды в Европе с 1960 по 2017 год. Очерченные прямоугольники обозначают места, где есть не менее 3 измерительных станций. Точкой отмечен значительный долгосрочный тренд (5%). Источник: Европейское агентство по окружающей среде.
Хотя продление вегетационного периода на первый взгляд кажется чем-то полезным для сельского хозяйства, все не так просто. Сельскохозяйственное производство ограничено другими факторами, такими как наличие воды. В Европе уже наблюдается увеличение повторяемости сильных засух, и прогнозы указывают на то, что ситуация будет ухудшаться при дальнейшем повышении глобальной температуры. Кроме того, более высокие температуры могут благоприятствовать различным вредителям и болезням растений. В результате одни культуры становятся менее прибыльными и исчезать с полей, а другие культуры будут появляются. Это, наряду с изменениями, происходящими с дикорастущих растениях, очевидно, сказывается на кормовой базе пчел. Также надо отметить, что из-за засух и жары, все чаще возникают лесные пожары, которые значительно обедняют видовой состав медоносных растений.
Изменения в сроках цветения растений
Многие исследования показывают, что изменение климата влияет на время цветения растений. Более высокие температуры весной могут сократить время цветения некоторых видов и ускорить цветение ранней и поздней весной. Наблюдения, проводимые с 1960-х годов в Германии, показывают, например, что вишни и яблони начинают цвести примерно на 2 дня раньше в каждое последующее десятилетие.
Таким образом, периоды цветения весенних медоносов могут частично или полностью совпадать (например, цветение плодовых деревьев и одуванчиков). Поскольку ранняя весна обычно является периодом ограниченных источников медосбора, ее избыток может привести к тому, что пчелы начнут готовиться к роению, что снижает производство меда.
Однако потепление климата может также парадоксальным образом задержать цветение некоторых важных для пчел и опылителей растений: это касается тех видов, которым требуется яровизация.
Так что если одни растения зацветут раньше обычного, а другие позже обычного, это может вызвать периодическую проблему с наличием корма для пчел. Пропуск сроков активности насекомых и цветения растений оказывает наибольшее влияние на выживаемость или количество потомства специализированных, диких видов пчел, а также растений, которые не получат опыления.
Исследования, проведенные на пчелах-каменщиках, показали, что отсутствие цветков в течение нескольких дней негативно сказывается на их репродукции. Потепление климата приводит к тому, что такое отсутствие синхронизации между цветением растений и появлением опылителей наблюдается все чаще.
Насекомые быстро реагируют на весеннее повышение температуры, тогда как для растений сигналом к цветению является средняя температура воздуха за более длительный период.
Высота температуры воздуха летом и осенью и такие явления, как засухи или аномальная жара, могут существенно сдвигать даты начала осенних фенофаз.
Изменения сроков цветения видов ранней и поздней осенью могут означать для некоторых опылителей проблемы с получением нужного количества корма перед зимой или с выращиванием молодых пчел, что является обязательным условием хорошей перезимовки.
Смещение периодов цветения различных растений также может быть неблагоприятным для пчеловодов, занимающихся производством монофлерных видов меда.
Смещение периодов цветения различных растений вредят растениям еще и потому, что уменьшается количество посещений цветков насекомыми и, следовательно, снижается эффективность опыления.
Пыльца становится менее питательной для пчел
Поскольку все пчелы, как дикие, так и домашние, получают энергию и питательные вещества из цветов, любой фактор, влияющий на физиологию растений в больших масштабах, может со временем повлиять на здоровье пчел.
В дополнение к эффектам более высоких температур, описанным выше, было замечено, что повышение уровня углекислого газа само по себе может задержать цветение растений и, кроме того, привести к тому, что цветы в целом станут мельче и будут содержать меньше нектара.
Кроме того, на тип и концентрацию сахаров в нектаре влияют температура воздуха и концентрация СО2 в атмосфере.
Дефицит воды в почве, возникающий в результате изменения режима выпадения осадков, может ускорить прекращение образования нектара у цветов, а сильные ливни могут уничтожить цветы или ограничить активность пчел.
Хотя нектар является основным источником энергии для пчелиной семьи, пыльца является источником белка и удовлетворяет потребность расплода в жирах, витаминах и минералах, необходимых для развития. Пыльца с разных растений сильно различается по содержанию питательных веществ, и лишь небольшое ее количество накапливается в улье, в виде перги, в любой момент времени.
Поэтому любое нарушение ее качества или доступности может негативно сказаться на пчелах — многие исследования показали, что низкое качество пыльцы негативно сказывается на продолжительности жизни взрослых пчел. Оказывается, изменения в атмосфере Земли напрямую влияют на пищевую ценность пыльцы растений.
Это было продемонстрировано, в том числе, исследованиями поздно цветущего канадского золотарника, так как в северных широтах как Северной Америки, так и Европы качество пыльцы, которой пчелы питаются осенью, воспитывая молодых пчел, что особенно важно для выживания зимой.
Оказалось, что увеличение концентрации СО2 в атмосфере вызывает снижение концентрации белков в пыльце золотарника от десятилетия к десятилетию.
Это связано с увеличением отношения C:N (углерода к азоту) по всему растению. Растение растет быстрее и крупнее за счет эффекта «удобрения» СО2 , но концентрация питательных веществ в нем «разбавлена».
Это явление наблюдается у многих растений, в том числе у сельскохозяйственных культур, потребляемых человеком, например у риса. Такие изменения питательной ценности пыльцы разных видов растений, в сочетании с большей изменчивостью и непредсказуемостью погоды могут стать серьезной проблемой для правильного ухода за пчелами.
Кроме того, изменение климата влияет, в том числе путем нарушения взаимодействия опылителей и цветов, на видовой состав естественных или полуестественных растительных сообществ и на то, чем засеваются поля. Во многих местах растениеводство переключается на культуры, плохо или совсем не подходящие в качестве источника пищи для пчел, например, на кукурузу.
Многие исследователи указывают, что некачественный рацион (к тому же не очень разнообразный) может ослаблять иммунную систему пчел, приводя к тому, что их организм в меньшей степени способны справляться с паразитами (например, Varroa destructor) или более подвержен вредному воздействию пестицидов.
Подводя краткий итог
Таким образом, хотя в целом более высокие температуры, продлевающие сезон, могут позволить собрать больше меда, общее влияние потепления климата на благополучие пчел не столь очевидно.
Отсутствие синхронизации между активностью насекомых и временем цветения растений не только негативно скажется на биоразнообразии, но может принести и ощутимые экономические потери: стоимость услуг пчел по опылению оценивается в 30, а то и в 100 раз выше стоимости меда и воска, которые они производят. Таким образом, хотя потепление климата может принести некоторые преимущества сельскому хозяйству, например, более длительный вегетационный период, оно разрушает сложную сеть взаимоотношений между насекомыми и растениями, заставляя их приспосабливаться к новым условиям. Исчезновение видов шмелей в Европе или сокращение производства семян у различных растений показывают угрозы, возникающие в результате неудачной адаптации к изменениям климата.
Изменение климата, вызывающее более частое возникновение засух и аномальной жары, требует от пчеловодов новых подходов к уходу за пчелами, обедняет видовой состав медоносных растений. , что требует от пчеловода улучшать медоносную базу.
Но пчелы, с помощью людей, могут хорошо справиться с изменением климата. В гораздо худшем положении находятся дикие пчелы, часто весьма узкоспециализированные. Однако ухудшение качества пищи окажет негативное влияние на все виды опылителей.
Таким образом, ограничение скорости потепления климата за счет сокращения выбросов парниковых газов или создание плантаций растений для депонирования части СО2 из атмосферы может принести пользу пчелам и другим опылителям, дав им больше времени для адаптации к новым условиям жизни.
