凹唇壁蜂Osmia excavata Alfken属蜜蜂总科、切叶蜂科、壁蜂属,具有传粉增产的功能,近年来被迅速推广应用。现如今,生产中逐渐暴露出了凹唇壁蜂种群死亡率高、传粉功能降低等问题。我们重点研究了凹唇壁蜂的低温生物学特点,以期阐明凹唇壁蜂的低温适应性以及低温储存对凹唇壁蜂种群和授粉功能的影响,为科学利用凹唇壁蜂提供依据。同时,借鉴了最新的传粉昆虫授粉功能评价方法,通过田间试验系统评估了凹唇壁蜂对油菜、苹果、梨和樱桃的授粉价值。研究结果如下:1.凹唇壁蜂的低温生物学测定了常温下滞育后阶段不同时间凹唇壁蜂的过冷却点、冰点、体内物质变化、保护酶的活性。结果显示,滞育后阶段,凹唇壁蜂雄性与雌性个体在抗寒性上差异较小,过冷却点和冰点在出茧前逐渐升高,而在出茧后逐渐降低。凹唇壁蜂雌蜂、雄蜂的过冷却点、冰点在出茧日当天达到最高,分别为-12.35℃、-9.98℃和-12.63℃、-8.91℃。在滞育后阶段,雌蜂蛋白质含量显著高于雄蜂,而雄蜂的脂肪含量显著高于雌蜂。出茧后,雌蜂的蛋白含量和雄蜂的脂肪含量均急剧下降。出茧前,雄蜂的乙酰胆碱酯酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶酶活性高于雌蜂;出茧后,雌蜂的保护酶活性升高。在滞育后阶段,凹唇壁蜂体内的海藻糖均呈显著降低趋势,尤其在出茧日,雌蜂的海藻糖含量比茧后190 d下降了64.5%。总之,滞育后阶段凹唇壁蜂具有较强的抗寒性,随着时间延长,壁蜂的抗寒性逐渐降低,而出茧后升高。凹唇壁蜂滞育后阶段能量代谢的重要途径可能是海藻糖代谢。雌蜂和雄蜂在滞育后阶段的体内物质变化和酶活有显著的差异,雄蜂个体小、抗氧化系统强,而雌蜂的个体大、蛋白质含量高,显示了两者之间可能存在不同的低温适应策略。测定了低温储存环境下凹唇壁蜂体重、死亡率、飞行行为、体内物质变化、保护酶活性。在低温储存过程中,壁蜂体重、死亡率和飞行能力呈现逐渐下降的趋势,基本上分为四个阶段。在储存过程中,含水量、蛋白质含量呈上升趋势,脂肪含量呈先上升后下降的趋势,而海藻糖含量一直处于降低趋势;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性随时间波动而变化。总之,随着储存时间的延长,凹唇壁蜂的体重缓慢下降,死亡率逐渐上升,虽然在长达170 d的储存后,仍有70%以上的个体存活,但是在储存的第一个月其飞行能力下降了50%以上,在储存了两个月后,其飞行能力下降了95%以上,这意味着长时间储存后凹唇壁蜂的传粉服务功能大大降低,这与海藻糖等能量代谢物质消耗有关。2.凹唇壁蜂授粉行为观测及传粉价值评估利用摄像机拍摄记录了凹唇壁蜂在油菜田的访花和活动行为,发现超过60%的凹唇壁蜂在7:00~8:00离巢,16:30~17:30返回巢中,每天出巢活动时间平均为9.58 h,在每朵花上访花时间约为10.89 s。通过罩网法,测定了凹唇壁蜂对油菜、苹果、梨和樱桃的授粉效果,发现油菜的单角果鲜重、结角果率、单角果籽粒数分别提高2.74%、4.81%、11.48%;苹果、梨、樱桃的花序坐果率增加了9.55倍、12.58倍、6.87倍,花朵坐果率分别增加了11.82倍、3.61倍、3.06倍。采用蜜蜂依存度市场估价法(Morse et al.,2000),评估了凹唇壁蜂为我国以上4种作物授粉的潜在授粉价值,结果显示,对油菜的授粉功能量约为373.3万t,授粉服务总价值约为194.102亿元;对苹果、梨、樱桃的授粉功能量分别约为850万t、100万t、30万t,授粉服务价值分别约为600亿元、50亿元、180亿元。