Кризис опыления и вклад в него изменений климата

Авторы

  • С.В. Крыленко
  • В. В. Ясюкевич Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, биологический факультет

DOI:

https://doi.org/10.21513/2410-8758-2021-3-15-49

Ключевые слова:

Кризис опыления, глобальные изменения климата, насекомые-опылители, фактор погодно-климатического воздействия

Аннотация

Реферат. В представленной статье обозреваются современные факты о кризисе опыления, одной из составных частей обсуждаемого шестого гло-
бального вымирания видов. Приводятся как эмпирические результаты наблюдений и экспериментов, так и результаты теоретического моделирования процессов, предполагаемых в будущем. Даётся краткий обзор составляющих процесса опыления, а также основных факторов кризиса опыления, к которым относятся: современные способы ведения сельского хозяйства, применение пестицидов, фрагментация среды обитания, отсутствие цветочного разнообразия, конкуренция со стороны инвазивных видов, болезни, хищники, паразиты и изменение климата. Приводится оценка стоимости опыления, а также рассматриваются возможные последствия кризиса опыления для чело-
вечества. Особое внимание уделяется влиянию изменений климата как одному из важных факторов кризиса опыления. Подробно рассматриваются виды погодно-климатических воздействий на опылителей, растения и отношения растение-опылитель. Даётся характеристика явлению фенологического сдвига, вызванного изменениями дат вылета опылителей, цветения растений из-за повышения средних сезонных температур. В статье собраны факты его проявлений в природе и описаны возможные последствия его дальнейшего развития. Рассматриваются известные факты и последствия сдвигов ареалов опылителей под воздействием климатических изменений, приводящие к пространственному разрыву отношений растение-опылитель. Приводятся факты и результаты моделирований влияния неблагоприятных погодноклиматических явлений и их последствий на опылителей и процесс опыления. Также рассматривается возможность влияния изменений климата на паразитов и хищников опылителей, а также появление новых видов способных наносить ущерб опылителям.

Во второй части рассматривается важность процесса опыления для жизнедеятельности человечества. Рассматриваются возможные и предпринимаемые меры по защите популяций опылителей, в частности: сохранение местообитаний, формирование базы генетических данных разных опылителей, ввод в культуру диких опылителей для интенсификации сельскохозяйственного опыления, адаптация к изменениям климата пчеловодства, предотвращение гибели домашних пчел и диких опылителей.

Библиографические ссылки

Винобер, А.В. (2019) Причины массовой гибели пчел или как избежать

коллапса в российском пчеловодстве, Научно-практический журнал Биос-

ферное хозяйство: теория и практика, с. 22.

Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их

последствиях на территории Российской Федерации (2014) М., Росгидромет,

с.

Глухов, М.М. (1955) Медоносные растения, М., Сельхозгиздат, 304 с.

Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации

за 2020 год (2021) М., Росгидромет, 104 с.

Игнатенко, Е.В., Игнатенко, С.Ю. (2010) Влияние низовых пожаров на

пчел (Hymenoptera: Apoidea) в Хинганском заповеднике, Амурская область,

Амурский зоологический журнал, т. 2, № 4, с. 341-347.

Лопатин, А.В., Солдатова, Н.В., Вилкова, Н.А. (2007) Фуражировочная

активность шмелей и пчел при опылении огурца в теплицах, Пчеловодство,

№ 9, с. 56-57.

Мадебейкин, И.И. (2004) Фауна и биоэкология шмелей агроценозов северо-

восточной части Приволжской возвышенности, Автореф. дисс. канд. биол.

наук., М., Рос. гос. аграрн. заочн. ун., 20 с.

Малышев, С.И. (1963) Дикие опылители на службе у человека, М., Л.,

Наука, 68 с.

Мариковская, Т.П. (1982) Пчелиные − опылители сельскохозяйственных

культур, Алма-Ата, Наука, КазССР, 115 с.

Мусолин, Д.Л., Саулич, А.X. (2012) Реакции насекомых на современное

изменение климата: от физиологии и поведения до смещения ареалов, Энто-

мологическое обозрение, т. 91, № 1, с. 3-35.

Соловьева, Л.Ф. (2012) Защитить пчел от отравления пестицидами,

Защита и карантин растений, № 5, с. 53-54.

Нурлыгаянов, Р.Б., Исмагилов, К.Р., Камалетдинова, А.А., Карома, И.А.

(2019) Гибель пчел от пестицидов на рапсовых полях: кто виноват и что

делать? Современный фермер, № 10, с. 8-10.

Ченикалова, Е.В., Черкашин, В.Н. (2019) Пути повышения эффективности

природных опылителей при органическом земледелии, Международный

журнал прикладных и фундаментальных исследований, № 8, с. 25-29.

Ясюкевич, В.В., Давидович, Е.А., Ясюкевич, Н.В. (2011) Об отдаленных

последствиях блокирующего антициклона лета 2010 г. для шмелей Москов-

ского региона, Проблемы экологического мониторинга и моделирования эко-

систем, М., ИГКЭ, т. 24, с. 401-410.

Ясюкевич, В.В., Ривкин, Л.Е., Ясюкевич, Н.В. (2013) Влияние погодных

аномалий и процессов урбанизации на состояние популяцийи биоразнообра-

зие шмелей в Московском регионе: преодоление биологических последствий

аномального лета 2010 г., Прикладная энтомология, т. 4, № 2, с. 30-41.

Abrol, D.P. (2009) Plant-pollinator interactions in the context of climate

change-an endangered mutualism, Journal of Palynology, vol. 45, pp. 1-25.

Aizen, M.A., Harder, L.D. (2009) The global stock of domesticated honey bees

is growing slower than agricultural demand for pollination, Current biology, vol.

, no. 11,Ackerman, J.D. (2000) Abiotic pollen and pollination: ecological, functional, and

evolutionary perspectives, Pollen and Pollination, Springer, Vienna, pp. 167-185.

Bartomeus, I., Park, M.G., Gibbs, J., Danforth, B.N., Lakso, A.N., Winfree, R.

(2013) Biodiversity ensures plant–pollinator phenological synchrony against

climate change, Ecology letters, vol. 16, no. 11, pp. 1331-1338.

Bascompte, J., Jordano, P., Melián, C.J., Olesen, J.M. (2003) The nested

assembly of plant–animal mutualistic networks, Proceedings of the National

Academy of Sciences, vol. 100, no. 16, pp. 9383-9387.

Bascompte, J., Jordano, P., Olesen, J.M. (2006) Asymmetric coevolutionary

networks facilitate biodiversity maintenance, Science, vol. 312, no. 5772, pp. 431-

Biesmeijer, J.C., Roberts, S.P., Reemer, M., Ohlemüller, R., Edwards, M.,

Peeters, T., Settele, J. (2006) Parallel declines in pollinators and insect-pollinated

plants in Britain and the Netherlands, Science, vol. 313, no. 5785, pp. 351-354. pp. 915-918.

Breeze, T.D., Bailey, A.P., Balcombe, K.G., Potts, S.G. (2011) Pollination

services in the UK: How important are honeybees? Agriculture, Ecosystems and

Environment, vol. 142, no. 3-4, pp. 137-143.

Brown, M.J.F., Paxton, R.J. (2009) The conservation of bees: a global

perspective, Apidologie, vol. 40, no. 3, pp. 410-416.

Decourtye, A., Alaux, C., Le Conte, Y., Henry, M. (2019) Toward the protection

of bees and pollination under global change: present and future perspectives in a

challenging applied science, Current opinion in insect science, vol. 35, pp. 123-

Devoto, M., Zimmermann, M., Medan, D.M. (2007) Robustness of plant-flower

visitor webs to simulated climate change, Ecología Austral., vol. 17, Issue 1, pp.

-50.

Dirzo, R., Young, H.S., Galetti, M., Ceballos, G., Isaac, N.J., Collen B. (2014)

Defaunation in the Anthropocene, Science, vol. 345, no. 6195, pp. 401-406.

Dormann, C.F., Márquez, J.R.G., Lautenbach, S., Schröder, B. (2008)

Components of uncertainty in species distribution analysis: a case study of the great

grey shrike, Ecology, vol. 89, no. 12, pp 3371-3386.

Doyle, T., Hawkes, W.L., Massy, R., Powney, G.D., Menz, M.H., Wotton, K.R.

(2020) Pollination by hoverflies in the Anthropocene, Proceedings of the Royal

Society B, vol. 287, no. 1927, pp. 20200508, doi: 10.1098/rspb.2020.0508.

Dunne, J.A., Harte, J., Taylor, K.J. (2003) Subalpine meadow flowering

phenology responses to climate change: integrating experimental and gradient

methods, Ecological Monographs, vol. 73, no. 1, pp. 69-86.

Fitter, A.H., Fitter, R.S.R. (2002) Rapid changes in flowering time in British

plants, Science, vol. 296, no. 5573, pp. 1689-1691.

Forrest, J.R.K. (2015) Plant-pollinator interactions and phenological change:

what can we learn about climate impacts from experiments and observations?

Oikos, vol. 124, no. 1. pp. 4-13.

Gallai, N., Salles, J.M., Settele, J., Vaissi, B.E. (2009) Economic valuation of

the vulnerability of world agriculture confronted with pollinator decline,

Ecological Economics, vol. 68, issue 3, pp. 810-821.

Ghazoul, J. (2005) Buzziness as usual? Questioning the global pollination crisis,

Trends in ecology and evolution, vol. 20, no. 7, pp. 367-373.

González-Varo, J.P. Biesmeijer, J.C., Bommarco, R., Potts, S.G., Schweiger,

O., Smith, H.G., Steffan-Dewenter, I., Szentgyörgyi, H., Woyciechowski, M.,

Vilà, M. (2013) Combined effects of global change pressures on animal-mediated

pollination, Trends in ecology and evolution, vol. 28, no. 9, pp. 524-530.

Gordo, O., Sanz, J.J. (2006) Temporal trends in phenology of the honey bee

Apis mellifera (L.) and the small white Pieris rapae (L.) in the Iberian Peninsula

(1952-2004), Ecological Entomology, vol. 31, no. 3, pp. 261-268.

Hahn, M., Brühl, C.A. (2016) The secret pollinators: an overview of moth

pollination with a focus on Europe and North America, Arthropod-Plant

Interactions, vol. 10, no. 1. pp. 21-28.

Hallmann, C.A., Sorg, M., Jongejans, E., Siepel, H., Hofland, N., Schwan, H.,

Goulson, D. (2017) More than 75 percent decline over 27 years in total flying

insect biomass in protected areas, PloS one, vol. 12, no. 10, e0185809, doi:

1371/journal.pone.0185809.

Hagopian, J. (2017) Death and Extinction of the Bees, Global Research,

March, 24.

Hegland, S.J., Nielsen, A., Lázaro, A., Bjerknes, A.L., Totland, Ø. (2009) How

does climate warming affect plant-pollinator interactions? Ecology letters, vol. 12,

no. 2, pp. 184-195.

Hoehn, P., Tscharntke, T., Tylianakis, J.M., Steffan-Dewenter, I. (2008)

Functional group diversity of bee pollinators increases crop yield, Proceedings of

the Royal Society B: Biological Sciences, vol. 275, no. 1648, pp. 2283-2291.

Hoffmann, A.A., Hallas, R.J., Dean, J.A., Schiffer, M. (2003) Low potential for

climatic stress adaptation in a rainforest Drosophila species, Science, vol. 301, no.

, pp. 100-102.

Hoover, S.E.R. et al. (2012) Warming, CO2, and nitrogen deposition interactively

affect a plant-pollinator mutualism, Ecology Letters, vol. 15, no. 3, pp. 227-234.

IPCC (2014) Climate Change 2014: Synthesis Report, Contribution of Working

Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel

on Climate Change, in Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.),

IPCC, Geneva, Switzerland, 151 p.

IPCC (2018) Global Warming of 1.5°C, An IPCC Special Report on the impacts

of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global

greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global

response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to

eradicate poverty, in Masson-Delmotte, V., P. Zhai, H.-O. Pörtner, D. Roberts, J.

Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors,

J.B.R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M.I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M.

Tignor, and T. Waterfield (eds.).

Jauker, F., Wolters, V. (2008) Hover flies are efficient pollinators of oilseed

rape, Oecologia, vol. 156, no. 4, Article number: 819, available at: https://doi.org/

1007/s00442-008-1034-x.

Kearns, C.A., Inouye, D.W., Waser, N.M. (1998) Endangered mutualisms: the

conservation of plant-pollinator interactions, Annual review of ecology and

systematics, vol. 29, no. 1, pp. 83-112.

Kelly, A.E., Goulden, M.L. (2008) Rapid shifts in plant distribution with recent

climate change, Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 105, no. 33,

pp. 11823-11826.

Kjohl, M., Nielson, A., Stenseth, N.C. (2011) Potential effects of climate change

on crop pollination, FAO, Rome, available at: http://www.fao.org/3/i2242e/

i2242e.pdf.

Klein, A.M., Vaissiere, B.E., Cane, J.H., Steffan-Dewenter, I., Cunningham,

S.A., Kremen, C., Tscharntke, T. (2007) Importance of pollinators in changing

landscapes for world crops, Proceedings of the royal society B: biological sciences,

vol. 274, no. 1608, pp. 303-313.

Kluser, S., Peduzzi, P. (2007) Global pollinator decline: a literature review,

UNEP/DEWA/GRID-Europe 11, Ch. Des Anémones 1219 Châtelaine, Geneva,

Switzerland, available at: https://studyres.com/doc/15170602/global-pollinatordecline--

a-literature-review---grid.

Kudo, G., Ida, T.Y. (2013) Early onset of spring increases the phenological

mismatch between plants and pollinators, Ecology, vol. 94, no. 10, pp. 2311-2320.

Le Conte, Y., Navajas, M. (2008) Climate change: impact on honey bee populations

and diseases, Revue Scientifique et Technique-Office International des Epizooties,

vol. 27, no. 2, pp. 499-510.

Mattila, H.R., Otis, G.W. (2006) Influence of pollen diet in spring on

development of honey bee (Hymenoptera:Apidae) colonies, Journal of Economic

Entomology, vol. 99, no. 3, pp. 604-613.

Marshman, J., Blay-Palmer, A., Landman, K. (2019) Anthropocene Crisis:

Climate Change, Pollinators, and Food Security, Environments, vol, 6, issue 2, p.

, available at: https://doi.org/10.3390/environments6020022.

Memmott, J., Craze, P.G., Waser, N.M., Price, M.V. (2007) Global warming and the

disruption of plant-pollinator interactions, Ecological Letters, vol. 10, pp. 710-717.

Menzel, A., Sparks, T.H., Estrella, N., Koch, E., Aasa, A., Ahas, R., Chmielewski,

F.M. (2006) European phenological response to climate change matches the warming

pattern, Global change biology, vol. 12, no. 10, pp. 1969-1976.

Miller-Rushing, A.J., Katsuki, T., Primack, R.B., Ishii, Y., Lee, S.D., Higuchi,

H. 2007. Impact of global warming on a group of related species and their hybrids:

cherry tree (Rosaceae) flowering at Mt. Takao, Japan, − American Journal of

Botany, vol. 94, no. 9, pp. 1470-1478.

Molnár, A., Tökölyi, J., Végvári, Z., Sramkó, G., Sulyok, J., Barta, Z. (2012)

Pollination mode predicts phenological response to climate change in terrestrial

orchids: a case study from central Europe, Journal of Ecology, vol. 100, no. 5,

pp.1141-1152.

Morton, E.M., Rafferty, N.E. (2017) Plant–pollinator interactions under climate

change: The use of spatial and temporal transplants, Applications in plant sciences,

vol. 5, no. 6, apps. 1600133, doi: 10.3732/apps.1600133.

Mutinelli, F. et al. (2010) Honey bee colony losses in Italy, Journal of

Apicultural Research, vol. 49, no. 1, pp. 119-120.

Nuñez-Penichet, C., Osorio-Olvera, L., Gonzalez, V.H., Cobos, M.E., Jimenez,

L., DeRaad, D.A., Ashraf, U., Adeboje, A., Peterson, A.T., Soberón, J. (2020)

Geographic potential of the world largest hornet, Vespa mandarinia Smith

(Hymenoptera: Vespidae), worldwide and particularly in North America, BioRxiv,

doi: https://doi.org/10.1101/2020.08.11.246991, available at: https://

www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.08.11.246991v1.external-links.html.

Ollerton, J., Winfree, R., Tarrant, S. (2011) How many flowering plants are

pollinated by animals? Oikos, vol. 120, no. 3, pp. 321-326.

Orford, K.A., Vaughan, I.P., Memmott, J. (2015) The forgotten flies: the

importance of non-syrphid Diptera as pollinators, Proceedings of the Royal Society

B: Biological Sciences, vol. 282, no. 1805, doi: 10.1098/rspb.2014.2934.

Parmesan, C. (2006) Ecological and evolutionary responses to recent climate

change, Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst., vol. 37, pp. 637-669.

Pasquet, R.S., Peltier, A., Hufford, M.B., Oudin, E., Saulnier, J., Paul, L., Gepts,

P. (2008) Long-distance pollen flow assessment through evaluation of pollinator

foraging range suggests transgene escape distances, Proceedings of the National

Academy of Sciences, vol. 105, no. 36, pp. 13456-13461.

Pellegrino, G., Mahmoudi, M., Palermo, A.M. (2020) Pollen viability of

EuroMediterranean orchids under different storage conditions: The possible effects of

climate change, Plant Biology, vol. 23, no. 1, pp. 140-147, doi: 10.1111/plb.13185.

Pievani, T. (2014) The sixth mass extinction: Anthropocene and the human

impact on biodiversity, Rendiconti Lincei, vol. 25, no. 1, pp. 85-93.

Potts, S.G., Jacobus, C.B., Kremen, C., Neumann, P., Schweiger, O., William,

E.K. (2010) Global pollinator declines: trends, impacts and drivers, Trendsin

Ecology and Evolution, vol. 25, no. 6, pp. 345-353.

Powney, G.D., Carvell, C., Edwards, M., Morris, R.K., Roy, H.E., Woodcock,

B.A., Isaac, N.J. (2019) Widespread losses of pollinating insects in Britain, Nature

communications, vol. 10, no. 1, pp. 1-6.

Price, M.V., Waser, N.M. (1998) Effects of experimental warming on plant

reproductive phenology in a subalpine meadow, Ecology, vol. 79, no. 4, pp. 1261-1271.

Rader, R., Bartomeus, I., Garibaldi, L.A., Garratt, M.P., Howlett, B.G., Winfree,

R., Bommarco, R. (2016) Non-bee insects are important contributors to global crop

pollination, Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 113, no. 1, pp.

-151.

Reddy, P.V.R., Verghese, A., Sridhar, V., VarunRajan, V. (2012) Plant-pollinator

interactions: A highly evolved synchrony at risk due to climate change, Adaptation

and Mitigation Strategies for Climate Resilient Horticulture, Published byIIHR,

Bangalore, pp. 274-281.

Reddy, P.V., Verghese, A., Rajan, V.V. (2012) Potential impact of climate

change on honeybees (Apis spp.) and their pollination services, Pest Management

in Horticultural Ecosystems, vol. 18, no. 2, pp. 121-127.

Reddy, P.V.R., Verghese, A., Sridhar, V., Rajan, V.V. (2013) Plant-pollinator

interactions: a highly evolved synchrony at risk due to climate change, Climate-

Resilient Horticulture: Adaptation and Mitigation Strategies, Springer, India, pp.

-302.

Roy, D.B., Sparks, T.H. (2000) Phenology of British butterflies and climate

change, Global change biology, vol. 6, no. 4, pp. 407-416.

Rusterholz, H.P., Erhardt, A. (1998) Effects of elevated CO2 on flowering

phenology and nectar production of nectar plants important for butterflies of

calcareous grasslands, Oecologia, vol. 113, no. 3, pp. 341-349.

Sánchez-Bayo, F., Wyckhuys, K.A.G. (2019) Worldwide decline of the

entomofauna: A review of its drivers, Biological conservation, vol. 232, pp. 8-27,

available at: https://doi.org/10.1016/j.biocon.2019.01.020.

Seibold, S., Gossner, M.M., Simons, N.K., Blüthgen, N., Müller, J., Ambarlı,

D., Linsenmair, K.E. (2019) Arthropod decline in grasslands and forests is

associated with landscape-level drivers, Nature, vol. 574, no. 7780, pp. 671-674.

Senapathi, D., Biesmeijer, J.C., Breeze, T.D., Kleijn, D., Potts, S.G.,

Carvalheiro, L.G. (2015) Pollinator conservation – the difference between

managing for pollination services and preserving pollinator diversity, Current

Opinion in Insect Science, vol. 12, pp. 93-101.

Stokstad, E. (2007) The case of the empty hives, Science, vol. 316, no. 5827, pp.

-972.

Tsiftsis, S., Djordjević, V. (2020) Modelling sexually deceptive orchid species

distributions under future climates: The importance of plant – pollinator interactions,

Scientific reports, vol. 10, no. 1, pp. 1-12.

Tylianakis, J.M., Didham, R.K., Bascompte, J., Wardle, D.A. (2008) Global

change and species interactions in terrestrial ecosystems, Ecology letters, vol. 11,

no. 12, pp. 1351-1363.

Underwood, E., Darwin, G., Gerritsen, E. (2017) Pollinator initiatives in EU

Member States: Success factors and gaps, Report for European Commission under

contract for provision of technical support related to Target 2 of the EU Biodiversity

Strategy to 2020 – maintaining and restoring ecosystems and their services ENV.B.2/

SER/2016/0018, Institute for European Environmental Policy, Brussels, 67 p.

Van Asch, M., Van Tienderen, P.H., Holleman, L.J., Visser, M.E. (2007)

Predicting adaptation of phenology in response to climate change, an insect

herbivore example, Global Change Biology, vol. 13, no. 8, pp. 1596-1604.

Van Klink, R., Bowler, D.E., Gongalsky, K.B., Swengel, A.B., Gentile, A.,

Chase, J.M. (2020) Meta-analysis reveals declines in terrestrial but increases in

freshwater insect abundances, Science, vol. 368, no. 6489, pp. 417-420.

Vasiliev, D., Greenwood, S. (2020) Pollinator biodiversity and crop pollination

in temperate ecosystems, implications for national pollinator conservation strategies: Mini review, Science of The Total Environment, vol. 744, doi: 10.1016/

j.scitotenv.2020.140880.

Wagler, R. (2011) The anthropocene mass extinction: An emerging curriculum

theme for science educators, The American Biology Teacher, vol. 73, pp. 78-83.

Waser, P.M. (1976) Cerococebus albigena: site attachment, avoidance, and

intergroup spacing, The American Naturalist, vol. 110(976), pp. 911-935.

Waser, N.M., Chittka, L., Price, M.V., Williams, N.M., Ollerton, J. (1996)

Generalization in pollination systems, and why it matters, Ecology, vol. 77, no. 4,

pp. 1043-1060.

Waser, N.M., Real, L.A. (1979) Effective mutualism between sequentially

flowering plant species, Nature, vol. 281, no. 5733, pp. 670-672.

Winfree, R., Williams, N.M., Dushoff, J., Kremen, C. (2007) Native bees

provide insurance against ongoing honey bee losses, Ecology letters, vol. 10, no.

, pp. 1105-1113.

Загрузки

Опубликован

2021-11-25

Как цитировать

Крыленко, С. ., & Ясюкевич, В. В. (2021). Кризис опыления и вклад в него изменений климата. Фундаментальная и прикладная климатология, 7(3), 15–49. https://doi.org/10.21513/2410-8758-2021-3-15-49