肥料太多錯了嗎？氮汙染改變草地野花，也改變授粉者互動
人類活動對土壤產生的氮汙染，會影響植物的族群，甚至影響授粉者。一項來自美國的研究，為了探究氮過量對植物與授粉者的影響，在加州植物省的草地設置了3個樣區，分別添加氮、磷、鉀肥，並觀察樣區內植物和昆蟲產生的變化。結果顯示，土壤添加過量氮會使菊科植物、黃花、紫花的花朵數量變多，這可能改變授粉者的偏好，並使優勢的植物在生態系中逐漸扮演中心地位。
撰文｜何郁庭
肥料通常是為了讓植物長得更好而添加的養分，然而，過量的養分不但會造成植物的危害，也可能改變自然環境中的植物和授粉昆蟲。
人們為了讓農作物長得更快更好，而在土壤中添加氮、磷、鉀等營養素。其中，氮肥因為合成方便、生產效率高，且能增加作物的產量，成為不可或缺的重要肥料；不過，過量施用肥料可能導致肥傷，逸散的氮元素，也會為環境帶來的負面影響。
近年來，科學家們注意到野地上的花花草草，正因為土壤含氮量增加而產生負面影響——其原因來自人類車輛、燃煤、逸散肥料所產生的大量含氮氣體。當土壤中出現氮汙染的現象 (nutrient enrichment)，可能對環境中的野花 (forbs) 造成負面影響，像是生物多樣性降低、花期改變、花粉和花蜜的成分改變等。
當花朵產生改變，隨之影響的就是前來授粉的昆蟲。2025年，一篇《Ecology & Evolution》研究以此為題，探討在土壤營養成分過度增加的情況下，野花和授粉者會發生怎樣的改變。
人工添加營養素實驗，改變植物與授粉者
這個來自美國的研究團隊，首先在多樣性熱點加州植物省 (California Floristic Province) 的草地設置了三個樣區，再於各個樣區中分別添加不同組合的營養成分，將樣區區分對照、氮、磷、鉀、氮鉀、磷鉀、氮磷、氮磷鉀等八組。同時，他們在生長季4-7月間，進行植物相和訪花昆蟲的調查，分別記錄植物的種類、性狀與訪花昆蟲的種類。
經過兩年的實驗，結果發現植物對營養素改變確實有不同的反應。以科別而論，菊科植物在添加氮的組別都有更多花朵數量，而其他如豆科、大戟科、牻牛兒苗科與鳶尾科的野花則沒有顯著改變，或花朵數量變少。此外，讓人驚奇的是，不同顏色的花朵，竟然也因為添加養分而產生改變：黃色、紫色的花，都因為添加氮而增加花朵數量，綠色、粉色和藍色的花朵則因為氮增加而減少花朵數量。
關於授粉者，團隊記錄訪花昆蟲的種類後，進一步以NMDS方式分析昆蟲對各個樣區內造訪花朵的傾向。以植物科別而言，儘管訪花昆蟲種類各有不同，但添加氮的樣區組別因為菊科花朵數量變多，也間接導致昆蟲造訪菊科植物的數量增加。顏色方面則能發現對照組的昆蟲訪花類別平均，而添加氮組別的黃花和紫花被昆蟲造訪的次數大量增加。
將野花和授粉者的線索拼湊成圖像
團隊從科別／顏色分別檢視花朵後，確認菊科植物在各個樣區內，對授粉昆蟲有相當的重要性。依據養分對野花的影響、野花對訪花昆蟲的影響、植物與昆蟲的互動等結果，繪製了以下流程圖。
當土壤中的氮量增加，首當其衝的是植物豐度的改變。顏色方面，紫花和黃花增加，綠花、藍花與粉紅花的花朵數量減少；結果與科別相互對應，菊科植物的花朵數量增加，而其他科別植物的花朵數量下降。草地上野花的改變，總體而言，造成偏好菊科黃花、紫花的蜂類數量變高，偏好造訪大戟科、鳶尾科等綠花的雙翅目昆蟲（如蒼蠅）數量下降。訪花昆蟲的改變，造成的結果將導致黃花、紫花的菊科植物在這個植物-授粉者的網路中扮演更加核心的角色。
有趣的是，除了菊科以外，研究團隊還發現，在實驗中沒有添加氮，僅添加磷、鉀的組別中，反而是豆科植物的表現變好，菊科植物的花朵數量下降。研究團隊推測，土壤中氮含量提升，能夠讓氮受限的菊科植物有辦法和具有固氮能力的豆科植物競爭。此外，根據開花時間觀察結果，豆科植物多在生長季的早-中期開花，而菊科植物則在中–晚期開花，若土地受到過量氮汙染，可能導致授粉昆蟲在物候上遭遇斷層。
人類活動改變自然環境已不是新聞，但造成影響的層面和深遠程度，我們可能仍無法完全掌握。我們使用的各項能源和物質都可能改變環境，而學習更加了解議題的複雜性，以及面對的態度和方式，是大家都需要一起學習的課題。
參考文獻