摘要
背景
世界人口的增长和对粮食需求的增长使得世界各地对城市农业的关注日益增加。大多数生长在城市环境中的作物都需要蜜蜂授粉。然而，对城市地区蜜蜂种群的了解很少，对这些传粉者在城市中的作用也很少关注。因此，研究城市花园和绿色屋顶的传粉蜜蜂生态学对城市农业有很大的帮助。在本研究中，87篇关于花园和城市农场中蜜蜂存在的文章的结果被总结为三个一般部分。第一部分讨论了城市花园中蜜蜂的多样性、这些地区的优势物种、它们的筑巢类型、起源、特性和社会性等问题。第二部分研究了城市花园和农场中寄主植物对蜜蜂的吸引力及其来源。第三部分考察了景观和局部变量对城市农场和花园中蜜蜂存在的影响。
结果
我们的数据表明，城市环境，特别是城市花园中，蜜蜂的多样性很高，其中蜜蜂和大黄蜂是这些环境中最占优势的物种。第二部分的结果表明，本地植物比非本地植物对蜜蜂更有吸引力。在第三部分，大部分研究表明城市化对蜜蜂存在的负面作用。另一方面，许多研究表明，研究花园周围的绿地或其他农场和花园的存在对传粉者的存在有积极的影响。
结论
城市环境中植物和蜜蜂的多样性很高，这为在这些环境中增加农业生产提供了很好的机会。种植本地植物，为独居蜜蜂和大黄蜂建造人工巢穴，有助于吸引更多蜜蜂到城市环境中。将草坪转化为花卉资源或围绕绿地开展农业活动也可以有效地帮助增加城市的农业生产。
简介
城市地区现在占世界人口的一半以上[80］．联合国估计，到2050年，68%的世界人口将生活在城市，低收入国家的城市化正在快速发展。70］．城市扩张威胁生物多样性，减少农业用地[52］．世界人口的增长和对粮食需求的增长，使世界各地对都市农业的关注日益增加[69］．近年来，人们对城市花园、城市农业和屋顶农业的关注有所增加。城市农业没有一个具体的定义，它包括城市内广泛的农业活动。都市农业的类型包括家庭花园、分配种植、社区花园、商业、垂直农业、屋顶园艺[71］．这些菜园种植的作物有助于城市的可持续性和粮食安全[13］．城市农业对当地环境有积极影响，包括改善空气质量、提高碳稳定率、减少城市热岛和减少与径流有关的水污染[53］．城市农业的另一个优势是减少粮食供应链[86］．
许多作物都种植在城市里，比如黄瓜、西红柿、西瓜、草莓、辣椒和茄子，这些作物都需要授粉才能生长。65］．传粉不仅在自然生态系统中是一项重要的生态系统服务，在城市中也是如此[94］．然而，对城市地区蜜蜂种群的了解很少，对这些传粉者在城市中的作用也很少关注。随着城市农业的发展，蜜蜂在城市食物生产中的作用变得更加突出。一些研究声称，城市农场和花园缺少传粉者，为了提高城市农场的农业产量，我们需要通过在城市农场周围创造新的开花源来增加城市传粉服务的供应。例如，为了增加授粉的供应，以支持芝加哥的城市农场，Davis等人。[14]提出了基于草地植物区系资源转化的两种情景。(1)如果目标是改善家庭花园的授粉供应，最好的策略是将整个城市景观中的草坪草转化为花源。(2)如果目标是增加城市农场的授粉供应，最好的策略是将草坪草转化为距离城市农场250 m半径内的花卉资源。
还有人建议采用伴生种植策略，将传粉者吸引到农场和城市花园。伴生种植是一种传统方法，在种植作物附近种植不同的开花植物，以吸引传粉者。[37］．例如，格里菲斯-李等人。[37]基于伴生种植策略，将琉璃苣种植在草莓作物旁边。他们用琉璃苣来吸引传粉者到草莓农场。这使草莓产量增加了32%。Pereira-Peixoto等人。[77还研究了孤立的城市花园和毗邻油菜籽作物的花园中蜜蜂的行为。他们发现，在菜籽植物附近的花园中，蜜蜂的数量比在城市中孤立的花园中要多。在毗邻油菜籽作物的花园中，在油菜籽作物的大量开花期间，可以观察到从花园到油菜籽的溢出，这可以提高油菜籽作物的产量。朗格洛托等人[49他还声称，在城市花园附近的农场中，30%到50%的蜜蜂去农场授粉。然而，Matsuoka等人。63用钠植物栽培了几种植物，并没有观察到伴侣种植策略在吸引传粉者方面的任何积极效果。
人们认为蜜蜂在花园和农场之间迁徙，有助于提高作物产量。然而，许多研究表明，城市农业和蜜蜂之间的关系比我们想象的要复杂得多，因为蜜蜂不能飞很远的距离，报告显示它们通常飞行不到1000米。例如，霍夫曼等人[41]研究了四种特殊物种和两种普通物种的飞行距离Osmiini蜜蜂(切叶蜂科)．他们发现，雌性的平均飞行距离为73至121米，雄性为59至100米。此外，即使农场和城市花园相邻，我们也不能指望蜜蜂会造访所有这些农场。例如，基于标记-重抓的方法Bombus凤仙花属植物种，Matteson和Langellotto [65]发现，45%的这些物种是在被标记的花园中发现的，这意味着大黄蜂不会在花园之间移动，而是呆在原来的花园中。奥康奈尔等人[74的研究表明，尽管许多作物都是在观赏植物周围种植的，b . vosnesenskii参观观赏植物多于农作物。因此，蜜蜂对食物的偏好影响了它们在花园及其周围的农产品授粉中的作用。
这些研究表明，在城市花园或农场周围添加开花植物的策略并不总是一个好的解决方案，因为如果添加的花朵为蜜蜂提供了更好的质量资源，农业产品将会受到更少的访问。为了了解蜜蜂和这些地区之间的关系，似乎需要更好地管理花园和城市农场。在这方面，应该回答以下问题:(1)在城市地区，特别是在花园和城市农场，蜜蜂的多样性是什么?我们需要详细了解城市花园中的优势物种，特别是它们的筑巢类型，并确定它们是本地的、一般的和社会性的。(2)寄主植物与授粉蜜蜂之间的关系是什么?特别是它们对蜜蜂的吸引力。(3)城市园林周围的景观和局部变量如何影响蜜蜂的存在?回答这些问题可以帮助我们确定增加花园和城市农场授粉供应的最佳策略。我们认为，要回答这些问题，需要对目前已发表的相关研究进行回顾和总结。然后，根据这些研究给我们的见解，我们将能够猜测通过蜜蜂增加城市农产品的最佳策略。
方法
我们使用ISI科学网搜索已发表的研究。我们从1990年到2021年使用以下搜索字符串进行了搜索:(传粉者* OR授粉* OR蜜蜂*)和(城市花园* OR城市农业* OR城市花园* OR城市农业* OR绿色屋顶*)。最终的数据集包括1990年至2021年的研究。获得了近900篇文章，在删除重复的文章后，剩下280篇独特的文章。我们只寻找那些研究蜜蜂和城市农业之间关系的文章。因此，我们选择的研究将有助于我们的知识，以提高农业产品(食用或观赏)的蜜蜂(本地或非本地)的生产。在检查了这些文章的标题和摘要之后，剩下87篇文章是与我们的目标相关的，我们记录了这些文章最重要的结果。我们将这些研究结果分为三个一般部分。第一部分讨论了城市花园中蜜蜂的多样性、这些地区的优势种、它们的筑巢类型、起源、特性和社会性等问题。第二部分考察了城市花园和农场中寄主植物的多样性，它们的来源，以及对蜜蜂的吸引力。 The third section examines the effects of landscape and local variables on the presence of bees in urban farms and gardens (Table1)．
城市园林蜜蜂多样性研究
为了更好地管理城市花园，我们需要对这些地区的传粉者有一个概述。尽管蜜蜂在城市花园中的存在取决于各种因素，如城市的位置和气候、花园周围的景观、宿主植物的类型和来源、杀虫剂的使用，但识别城市花园中的蜜蜂可以极大地帮助管理这些花园。许多研究调查了城市、郊区和自然环境中蜜蜂的多样性和物种丰富度，其结果的细节超出了本研究的范围。然而，许多这类研究表明，在某些情况下，城市中蜜蜂的多样性大于自然区域，并普遍强调城市中蜜蜂的高度多样性及其种群组成，有时城市，特别是城市花园，被称为蜜蜂热点[4，94］．
表格2显示在城市花园和绿色屋顶上记录的蜜蜂的数量和家庭细节。这个表格详细描述了45项研究，其中大部分是在美国进行的(60%)。这些研究大多集中在城市花园，只有6项(13%)研究了绿色屋顶上蜜蜂的多样性。在城市花园中记录的蜜蜂数量在10到200种之间，在绿色屋顶上记录的蜜蜂数量在5到326种之间。大部分记录的物种属于5科蜘蛛科，蜘蛛科，蜘蛛科，蜘蛛科因此53%的研究在调查中报告了这些家庭。
城市花园中的优势蜜蜂
确定城市环境中的优势物种，特别是城市花园中的优势物种，有助于我们管理这些花园，因为通过建造人工巢穴，我们可以吸引更多的这些物种到花园中。一些研究已经确定了他们研究的花园中的优势物种。这些研究的详情载于表内2．这个表格显示了在城市环境中记录的最占优势物种的筑巢类型、起源、社会性、概括性和学名。这个表格列出了31项研究，其中大部分在美国进行(51%)。这些研究表明，生活在城市环境中的蜜蜂大多在地上筑巢，其中一小部分(12%)在土壤中筑巢。在城市环境中也发现了大量(29%)的非本地物种，其中大多数由蜜蜂组成。
大黄蜂、蜜蜂和无刺蜜蜂都是群居的。因此，那些在研究中报告了这些物种优势的研究也表明，城市花园中群居蜜蜂的比例很高。根据表2在美国，城市环境中最占优势的物种是蜜蜂(38%)，其次是大黄蜂(19%)。尽管一些研究表明，由于竞争过程，蜜蜂会对野生蜜蜂的存在产生负面影响，因此不建议在城市中养蜂[82]，其他研究表明蜜蜂的数量与大黄蜂的数量呈正相关[39并且似乎不会与大黄蜂或其他野生蜜蜂竞争[32，47］．
宿主植物对蜜蜂的吸引力
许多研究都集中在不同植物吸引传粉者的吸引力上，这些研究的结果在不同的列表中提供。查看这些列表，我们发现大量的本地和非本地植物物种被引进来吸引传粉者。然而，对这些清单也有很多批评。例如，加布佐夫和拉涅克斯[31]研究了15种引种植物在吸引传粉昆虫方面的优缺点，指出这些引种植物的不同种类几乎没有重叠。与普遍的看法相反，有限的物种能有效地吸引传粉者，有几项研究支持这一说法。例如，加布佐夫和拉涅克斯[33测试了228种Aster植物来衡量它们对蜜蜂的吸引力。他们表明，该属植物中只有一小部分品种对传粉者具有高度吸引力。表格3.展示了城市花园中对蜜蜂有吸引力的植物列表。23项研究提出了这些植物，其中大部分是在美国进行的(39%)。
原生与非原生宿主植物
据称，花园中本地和非本地蜜蜂的出现主要与寄主植物有关[6］．影响城市花园中蜜蜂吸引力的因素之一是寄主植物的来源，一些研究发现，本地植物比非本地植物更有效地吸引传粉者。然而，一些研究声称，外来植物吸引了更多的蜜蜂，另一些则声称，城市花园中本地和外来植物同时存在，比那些外来物种占优势的植物吸引了更多的大黄蜂。84］．Staab等人[92]指出蜜蜂对本地和非本地植物的访问取决于它们的开花季节。在非本地植物的开花季节后，蜜蜂的访问减少，它们将转移到本地植物。无论研究植物的来源如何，植物高度对蜜蜂的访蜂率也有正向影响[17］．
表格4根据植物来源分析了城市园林植物对蜜蜂的吸引力。这个表格列出了16项研究，其中44%的研究发现蜜蜂更容易被本地植物吸引。其他人发现，非本地植物比本地植物对蜜蜂更有吸引力(38%)。很少有研究表明本地植物和非本地植物对蜜蜂的吸引力没有区别(18%)。
景观和当地特色的效果
许多研究都在局部和景观层面考察了景观特征对蜜蜂存在的影响。当地变量包括花园的大小、宿主植物的品种和密度、植物来源、农产品类型、屋顶高度等。一些研究表明，只有局部变量会影响蜜蜂在花园中的存在，而这些花园周围的景观或特征的变量则没有影响。一些研究发现，增加花园内植物资源的丰富程度和密度会吸引传粉者来到花园。在景观层面，诸如不透水表面的百分比、交通、其他花园的存在、公园、森林斑块、建筑物密度等变量通常被测量。大多数研究都集中在不透水表面百分比作为城市化指标的作用。
表格5展示了一系列研究，这些研究检查了当地和景观特征的影响，以及蜜蜂在城市花园和绿色屋顶上的存在。这些研究的结果是在距离花园50至1000米的距离获得的。这个表格列出了44项研究，其中大部分是在美国进行的(47%)。城市化列显示了花园周围不透水表面的影响类型。没有检验城市化影响的研究用“-”表示，那些没有发现蜜蜂存在和城市化之间的关系的研究被认为是中性的。这些研究中有一半报告了城市化对蜜蜂存在的负面影响。这些研究中很少有(9%)发现了积极的影响，22%的研究发现城市化与城市花园和绿色屋顶上蜜蜂的存在之间没有关系。
结论
在本研究中，87篇关于花园和城市农场中蜜蜂存在的文章的结果被总结为三个一般部分。在第一部分的结果中，我们的数据显示，城市环境，特别是城市花园，包含了高度多样化的蜜蜂，这为城市农业提供了良好的机会。大多数研究都强调，与绿色屋顶相比，地面花园中蜜蜂的数量和种类更丰富。这一结果可能是由于种植景天单种植物或建筑高度较高，比低矮的建筑更容易受风影响。因此，为吸引蜜蜂，建议在绿色屋顶上种植比单一种植景天草更具多样性的本地植物[97］．
一个重要的结果是，在大多数研究中，大黄蜂和蜜蜂被确定为城市花园中的优势物种。这一结果对管理城市花园和增加授粉供应有很大帮助，因为通过认识到这些物种的栖息地需求，可以吸引很大比例的授粉蜜蜂到农场和城市花园。大多数研究表明，在城市花园中，本地蜜蜂的数量比非本地蜜蜂多。由于很少有研究考察非本地物种(如北美)蜜蜂与本地蜜蜂之间的竞争，我们无法在这方面得出明确的结论。因此，通过建立蜂箱增加城市环境中蜜蜂数量的策略面临着重大挑战，需要在这一领域进行更多的研究。
大多数研究声称，鉴定出的蜜蜂是一般的和群居的物种。城市环境不同于自然环境，为特殊物种的存在提供了困难的条件。空气和噪音污染、城市热岛的影响、城市小气候、交通以及缺乏适合特殊物种的寄主植物，导致城市不得不迁就普通物种，其中最重要的物种之一就是蜜蜂。因此，在增加园林花卉资源的策略中，必须避免种植需要专门蜜蜂授粉的花卉品种。蜜蜂和大黄蜂，之前提到的城市花园的常见物种，是地上筑巢的一部分[7］．另一方面，大约70%的独居蜜蜂在地面筑巢[25]，它们在城市环境中较少出现。因此，要吸引蜜蜂，应更多地关注地上筑巢的生境和筑巢需求。我们的数据表明，宿主植物的多样性对农场和城市花园中传粉者的存在有显著影响，因此本地植物比非本地植物对蜜蜂更有吸引力。
有关景观和当地变量对蜜蜂在农场和城市花园中存在的影响的相关研究表明，城市化对蜜蜂在城市花园中的存在有负面影响。一些研究表明，研究花园周围的绿地或其他农场和花园的存在对传粉者的存在有积极影响。因此，将草坪转化为花卉资源或围绕绿地开展农业活动的策略，可以有效地帮助提高城市的农业产量。
数据和材料的可用性
数据只能根据作者的逻辑请求获得。
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城市花园中蜜蜂的多样性、寄主植物的吸引力和景观变量对蜜蜂的影响。农业与食品安全11，6(2022)。https://doi.org/10.1186/s40066-021-00353-2
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关键字
- 都市农业
- 城市花园
- 绿色屋顶
- 蜜蜂
- 授粉