一种低成本的声学监听系统可以利用田间小型麦克风收集的数据,监测飞行中的蜜蜂。新研究显示,农民可以如何利用这项技术监测授粉并提高粮食产量。
近期研究显示,野生和受管理蜂群数量下降,威胁着全球超过85%的开花植物和75%的农作物的授粉。广泛而有效地监测蜂群有助于改善管理;然而,追踪蜜蜂既困难又昂贵。
蜜蜂在花朵间飞行时发出的嗡鸣声,能让科学家了解一段时间内三叶草种群的授粉情况,并预测这些高山野花的种子产量。
“传粉者数量下降的原因很复杂,包括花卉资源减少、栖息地丧失、气候变化、疾病发生率上升以及接触农药,因此找出主要驱动因素仍是一项挑战,”密苏里大学文理学院生物科学教授坎迪斯·盖伦(Candace Galen)说。
“100多年来,科学家一直利用声波振动监测鸟类、蝙蝠、青蛙和昆虫。我们想要检验利用声学追踪蜜蜂飞行活动的远程监测项目是否可行。”
首先,研究团队在实验室分析了蜜蜂嗡鸣声的特征频率,也就是音乐家所说的音高。随后,他们在野外布设了连接数据存储设备的小型麦克风,并在科罗拉多州宾夕法尼亚山的三个地点收集声学调查数据,以估算大黄蜂的活动情况。
他们利用这些数据开发了算法,用于识别并统计各地点蜜蜂嗡鸣声的数量,并将结果与团队在野外进行的目视调查进行比较。几乎在所有情况下,声学调查都更灵敏,检测到的嗡鸣蜜蜂更多。
盖伦说:“监听蜜蜂飞行的声学特征,能够讲述蜜蜂活动和授粉服务的情况。”
“农民或许可以采用这些方法,监测果园和蔬菜作物的授粉情况,及早应对授粉不足。最后,全球各地的‘公民科学家’也可以参与进来,在自家后院监测蜜蜂。”
盖伦说,研究团队目前正利用本研究开发的算法制作一款智能手机应用,它可以记录嗡鸣活动,也能通过拍照记录蜜蜂。未来的研究或可确定蜜蜂是否通过声音察觉竞争者,以及花朵是否会对蜜蜂的嗡鸣声产生化学反应。
这项研究发表于PLOS ONE。美国国家科学基金会资助了这项研究。研究内容完全由作者负责,不一定代表资助机构的官方观点。研究合著者来自韦伯斯特大学、林肯大学和密苏里大学。
来源:密苏里大学
原始研究 DOI:10.1371/journal.pone.0179273





