수분 매개자 연구 및 보존을 위해 살충제를 지도에 표시 - 베이징 애완동물 식품 보조제 유한회사

과학 데이터 9권, 기사 번호: 571(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

야생 및 관리되는 수분 매개자는 식량 생산과 자연 생태계의 기능에 필수적입니다. 그러나 그들의 인구는 살충제 사용을 포함한 다양한 스트레스 요인으로 인해 위협을 받고 있습니다. 수분 매개자 종은 먹이를 찾기 위해 수백에서 수천 미터를 이동할 수 있기 때문에 최근 연구에서는 경관 규모에서 수분 매개자 감소를 평가하는 것이 중요하다고 강조했습니다. 그러나 이를 수행하는 과학자와 환경보호론자의 능력은 관련 공간 규모와 수분매개자에게 의미 있는 독성학적 단위에서 살충제 사용에 대한 접근 가능한 데이터가 부족하여 제한되었습니다. 여기에서는 살충제 사용 패턴, 토지 사용 및 독성에 대한 여러 대규모 공개 데이터 세트의 정보를 종합하여 활성 성분별 살충제 사용(kg, 1997~2017) 및 총 살충제 부하(kg 및 꿀벌 치사량)를 설명하는 새로운 데이터 세트를 생성합니다. , 1997-2014) 인접한 미국의 국영 작물 조합에 대해 또한 농약 데이터 세트를 토지 이용 데이터와 연결함으로써 수분 매개자 연구 및 보존과 관련된 공간 규모에서 농약 지표를 매핑하는 방법을 설명합니다.

측정

LD50 • 농약 • 농경지 면적 • 토지 피복

기술 유형

선량 반응 설계 • 조사 • 원격 감지

요인 유형

농약 활성 성분 • 접촉 대 경구 • 상태 • 연도 • 작물 그룹

샘플 특성 - 유기체

아피스 멜리페라

샘플 특성 - 환경

경작지 생태계

샘플 특성 - 위치

인접한 미국

거의 90%의 꽃식물 종은 씨앗을 심고 열매를 생산하는 수분 매개자의 서비스로부터 혜택을 받고 있으며, 수분 매개자는 건강하고 다양한 생태계의 필수 구성 요소이며 식량 생산에 크게 기여합니다1,2,3,4. 그러나 야생 및 관리되는 수분 매개자 개체군은 심각한 문제에 직면해 있습니다5. 동부 제왕나비(Danaus plexippus) 개체군을 포함하여 여러 벌과 나비 종6,7,8에서 개체군 감소가 기록되었으며, 이는 1990년대 중반 이후 월동 군체 크기가 크게 감소한 것으로 나타났습니다9. 미국 양봉가들은 매년 관리하는 꿀벌 군집의 약 3분의 1을 잃습니다10. 수분매개자 감소의 원인은 다양하고 분류군마다 다소 다르지만, 현재 증거에 따르면 야생벌, 꿀벌, 나비는 서식지 손실과 농약 노출이라는 두 가지 이상의 주요 스트레스 요인을 공유하고 있습니다5,11,12. 서식지 손실은 수분매개체 개체수를 지원하는 데 사용할 수 있는 식량 및 보금자리 자원을 제한하는 반면, 살충제에 노출되면 수분매개체를 완전히 죽이거나 행동, 면역 및 번식에 치명적이지 않은 영향을 미칠 수 있습니다5,11,12,13,14. 더욱이, 제초제의 사용은 식용 식물의 가용성을 감소시켜 수분 매개자에게 간접적으로 영향을 미칠 수 있습니다15.

지난 10년 동안 연구자들은 꽃가루 매개자 풍부도와 생태계 서비스를 경관의 함수로 예측하는 모델 개발에 상당한 진전을 이루었습니다. 야생 꿀벌의 경우 'Lonsdorf 모델'은 토지 피복을 풍부한 둥지 위치와 계절별 꽃 자원(전문가 의견을 기반으로 예측)으로 변환하고 이를 비행 범위와 결합하여 풍경의 각 셀에 대한 꿀벌 풍부도 및 수분 서비스 지수를 도출합니다16 ,17; 이 모델은 꿀벌에게도 적용되었습니다18. 제왕나비의 경우, 연구자들은 최근 동부 제왕나비 개체군의 연간 주기를 시뮬레이션하는 공간 모델을 개발하여 보존 조치가 제왕나비 개체군 안정성을 향상시킬 수 있는 지역을 식별했습니다19. 자원 가용성을 기반으로 한 현재 수분 매개자 모델의 상당한 가치에도 불구하고 살충제 사용 패턴을 통합하면 개선될 수 있습니다.

꽃가루 매개자 건강에 대한 대규모 연구에 살충제 사용을 통합하는 데 세 가지 주요 장애물이 있었습니다. 첫째, 미국은 농약 사용, 농약 독성 및 토지 이용에 관한 상당한 양의 공개 데이터를 보유하고 있지만 이러한 데이터는 각각 독특한 명명법과 구성을 가진 서로 다른 정부 데이터베이스에 분산되어 있습니다. 둘째, 이용 가능한 농약 사용 데이터 모자이크는 주로 카운티, 주 또는 전국 평균 규모로 보고됩니다. 대조적으로, 수분매개체 개체군은 더 작은 공간 규모로 구성되어 있습니다. 예를 들어, 꿀벌 채집 범위는 일반적으로 수백에서 수천 미터입니다20. 마지막으로, 수분 매개자에 대한 독성이 수십 배로 달라지는 수백 가지의 일반적인 살충제 활성 성분이 있습니다13. 농약 사용을 관련 독성 단위로 변환하면 총 효과를 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다21,22,23,24.

500 common pesticide active ingredients (1997–2017),/p>

100 µg/bee”, increasing the uncertainty of downstream estimates). Second, insecticides tend to have greater acute toxicity toward insects than fungicides and herbicides (median [IQR] LD50 = 100 [44–129] µg/bee for fungicides, 100 [75–112] µg/bee for herbicides, and 1.36 [0.16–12] µg/bee for insecticides). As a result, insecticides account for > 95% of bee toxic load nationally, even when herbicides and fungicides are included (and even though insecticides make up only 6.5% of pesticides applied on a weight basis). Third, focusing these values on insecticides increases their interpretability, reflecting efforts directed toward insect pest management, rather than a mix of insect, weed, and fungal pest management (which often have distinct dynamics and constraints for farmers)./p> 0.85 for all comparisons (Table 5, Fig. 2). Estimates for insecticides were well correlated on the basis of ranks (Spearman’s rho = 0.85) but only weakly linearly related (Pearson’s r = 0.20–0.38, Table 5, Fig. 2). This pattern was driven by malathion in cotton, which had very low estimates in the USGS dataset and fairly high estimates in the USDA dataset, for reasons unknown. It is possible that this discrepancy is related to use of malathion in boll weevil eradication49. Once these outliers were removed (n = 30 out of 1600 + observations), estimates for insecticides were well correlated for all three comparisons (Pearson’s r > 0.75)./p> 95% of agricultural land (> 80% of agricultural land in all states, Fig. 4). States on the lower end of this range have significant area of regionally important yet unsurveyed crops (e.g. blueberries in Maine, cranberries in Massachusetts, grass seed in Oregon). The majority of crop area is associated with crop-specific pesticide estimates, although this is not true for all states (Fig. 4). Double crops contributed < 5% to agricultural area in most states, except North Carolina, Maryland, and Delaware, where they comprised 5–23% of agricultural area. As expected, survey coverage of total land area was variable among states, ranging from < 10% in states dominated by forest (e.g. New Hampshire) or shrubland (e.g. Nevada), to > 80% in states with abundant cropland (e.g. Iowa)./p> 0.75 for all comparisons), as was the correlation between high and low USGS estimates themselves (Pearson’s r = 0.95). Both findings suggest that relative patterns in the data are robust./p>