Contemporary approaches in enhancing honey bee (Apis mellifera) natural habitats

Abstract

Abstract Honey bee populations are declining across Europe with populations particularly at risk in the west where vast areas of land have been converted into extensive row-crop agricultural systems, resulting in homogenous landscapes with reduced forage availability. These declines are problematic as bees are an essential part of maintaining natural ecosystems, and honey bees contribute to the pollination of over a hundred crops. Vojvodina has been identified as a critical area for pollinator conservation and is an ideal location to study agriculture-related bee declines. This area represents a model landscape for other agricultural suitable parts and can be used to understand how bees respond to agricultural intensification and may provide valuable insights into the future of pollinator health. For this doctoral thesis, we examined the responses of both wild and managed bees to row- crop agriculture, by investigating population, colony, and individual metrics of health both longitudinally over time and spatially, across landscapes with different extents of agricultural industrialization. In addition, we explored two ways in which landscape diversity may help to mitigate bee health declines in monoculture crop landscapes: diversified fruit and vegetable farming, and perennial habitat. Overall, we found that landscape diversity, not honey bee presence, positively influence the wild bee community. In contrast, managed honey bees had a positive response to row-crop agriculture with higher populations and colony health in landscapes with more production of corn and soybean; however, these colonies ultimately declined in the late season, i.e., post-crop senescence. Diversified farming through fruit and vegetable production resulted in small increases in abundance and richness of a subset of the wild bee community during parts of the season. Honey bee colonies and individual bees were healthier on fruit and vegetable farms compared to monocrop soybeans; however, honey bees still declined in the late season. Native perennial habitat was able to mitigate late season honey bee declines and may be a promising habitat type able to support both wild and managed bees in heavily cultivated row-crop agricultural systems. These studies underline the importance of landscape and farm diversity in supporting the health of honey bee (Apis mellifera).

Сажетак Популације медоносних пчела опадају широм Европе, са популацијом која је посебно угрожена на западу, где су огромне површине земље претворене у екстензивне пољопривредне системе за редове, што је резултирало хомогеним пределима са смањеном доступношћу сточне хране. Ово опадање је проблематично јер су пчеле суштински део одржавања природних екосистема, а пчеле медоносне доприносе запрашивању преко стотину усева. Војводина је идентификована као критично подручје за очување опрашивача и идеална је локација за проучавање опадања пчела у пољопривреди. Ова област представља модел пејзажа за друге делове погодне за пољопривреду и може се користити за разумевање како пчеле реагују на интензивирање пољопривреде и може пружити вредан увид у будућност здравља опрашивача. За ову докторску тезу, испитали смо одговоре како дивљих, тако и пчеларских пчела на пољопривреду пољских усева, истражујући популацију, колонију и индивидуалне метрике здравља и лонгитудинално током времена и просторно, у пределима са различитим степеном пољопривредне индустријализације. Поред тога, истражили смо два начина на која разноликост пејзажа може помоћи у ублажавању опадања здравља пчела у пејзажима монокултурних усева: разноврсно узгајање воћа и поврћа и вишегодишње станиште. Све у свему, открили смо да разноликост пејзажа, а не присуство медоносних пчела, позитивно утиче на заједницу дивљих пчела. Насупрот томе, вођене пчеле имале су позитиван одговор на пољопривреду међу усевима са већом популацијом и здрављем колонија у пределима са већом производњом кукуруза и соје; међутим, ове колоније су на крају опадале у касној сезони, односно старењу после усева. Разноврсна пољопривреда кроз производњу воћа и поврћа резултирала је малим повећањем бројности и богатства подскупине заједнице дивљих пчела током делова сезоне. Пчелиње заједнице и појединачне пчеле биле су здравије на фармама воћа и поврћа у поређењу са монокултуром соје; међутим, медоносне пчеле су и даље опадале у касној сезони. Природно вишегодишње станиште је било у стању да ублажи опадање пчела у касној сезони и може бити обећавајући тип станишта који може да подржи и дивље и контролисане пчеле у високо култивисаним пољопривредним системима медоносних усева. Ове студије наглашавају важност разноликости пејзажа и фарми у подршци здравље медоносне пчеле (Апис меллифера).

Sažetak Populacije medonosnih pčela opadaju širom Evrope, sa populacijom koja je posebno ugrožena na zapadu, gde su ogromne površine zemlje pretvorene u ekstenzivne poljoprivredne sisteme za redove, što je rezultiralo homogenim predelima sa smanjenom dostupnošću stočne hrane. Ovo opadanje je problematično jer su pčele suštinski deo održavanja prirodnih ekosistema, a pčele medonosne doprinose zaprašivanju preko stotinu useva. Vojvodina je identifikovana kao kritično područje za očuvanje oprašivača i idealna je lokacija za proučavanje opadanja pčela u poljoprivredi. Ova oblast predstavlja model pejzaža za druge delove pogodne za poljoprivredu i može se koristiti za razumevanje kako pčele reaguju na intenziviranje poljoprivrede i može pružiti vredan uvid u budućnost zdravlja oprašivača. Za ovu doktorsku tezu, ispitali smo odgovore kako divljih, tako i pčelarskih pčela na poljoprivredu poljskih useva, istražujući populaciju, koloniju i individualne metrike zdravlja i longitudinalno tokom vremena i prostorno, u predelima sa različitim stepenom poljoprivredne industrijalizacije. Pored toga, istražili smo dva načina na koja raznolikost pejzaža može pomoći u ublažavanju opadanja zdravlja pčela u pejzažima monokulturnih useva: raznovrsno uzgajanje voća i povrća i višegodišnje stanište. Sve u svemu, otkrili smo da raznolikost pejzaža, a ne prisustvo medonosnih pčela, pozitivno utiče na zajednicu divljih pčela. Nasuprot tome, vođene pčele imale su pozitivan odgovor na poljoprivredu među usevima sa većom populacijom i zdravljem kolonija u predelima sa većom proizvodnjom kukuruza i soje; međutim, ove kolonije su na kraju opadale u kasnoj sezoni, odnosno starenju posle useva. Raznovrsna poljoprivreda kroz proizvodnju voća i povrća rezultirala je malim povećanjem brojnosti i bogatstva podskupine zajednice divljih pčela tokom delova sezone. Pčelinje zajednice i pojedinačne pčele bile su zdravije na farmama voća i povrća u poređenju sa monokulturom soje; međutim, medonosne pčele su i dalje opadale u kasnoj sezoni. Prirodno višegodišnje stanište je bilo u stanju da ublaži opadanje pčela u kasnoj sezoni i može biti obećavajući tip staništa koji može da podrži i divlje i kontrolisane pčele u visoko kultivisanim poljoprivrednim sistemima medonosnih useva. Ove studije naglašavaju važnost raznolikosti pejzaža i farmi u podršci zdravlje medonosne pčele (Apis mellifera).