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在經(jīng)貿(mào)一體化和氣候變化背景下，外來物種正在全球加速入侵，嚴(yán)重威脅區(qū)域生物多樣性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和公共衛(wèi)生安全。外來入侵物種的分布區(qū)擴(kuò)展范圍與其生態(tài)和社會(huì)危害程度緊密相連，系統(tǒng)探討外來入侵物種分布區(qū)擴(kuò)展的生態(tài)學(xué)機(jī)制可為外來入侵物種的有效管控提供重要基礎(chǔ)科學(xué)依據(jù)。

氣候生態(tài)位保守性假說（Climatic Niche Conservatism Hypothesis）一直是解釋外來入侵物種分布區(qū)擴(kuò)展機(jī)制中的基礎(chǔ)性但近年來又備受爭議的理論假說。傳統(tǒng)的生態(tài)位理論預(yù)測，外來入侵物種在分布區(qū)擴(kuò)展過程中更偏向于占據(jù)與原產(chǎn)地相似氣候的棲息地。但近年來也有大量研究發(fā)現(xiàn)，外來入侵物種在分布區(qū)擴(kuò)展過程中會(huì)發(fā)生真實(shí)氣候生態(tài)位的偏移（Realized Climatic Niche Shift）。盡管前期工作已對(duì)特定動(dòng)物類群（如鳥類、哺乳類、兩棲爬行類等）入侵區(qū)擴(kuò)展的影響因素開展了研究，但針對(duì)氣候生態(tài)位保守性理論并沒有統(tǒng)一性結(jié)論。其中一個(gè)重要原因是很多外來入侵物種仍處于遷移擴(kuò)散過程中的氣候非平衡狀態(tài)，入侵區(qū)物種分布信息無法完整刻畫其氣候生態(tài)位的占據(jù)狀態(tài)。為更加全面的驗(yàn)證氣候生態(tài)位保守性理論在外來入侵物種分布區(qū)擴(kuò)展中的作用，發(fā)展當(dāng)今和未來氣候變化下外來物種入侵風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警框架，中國科學(xué)院動(dòng)物研究所劉宣研究團(tuán)隊(duì)聚焦世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）公布的19種全球最具危害的外來入侵陸棲脊椎動(dòng)物（哺乳類、鳥類、兩棲爬行類），從物種特征、入侵事件特征和入侵棲息地特征三個(gè)層次系統(tǒng)探討了影響外來入侵陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)擴(kuò)展的主控因子。這些物種由于危害深重備受學(xué)界和公眾關(guān)注，它們?cè)谌虿煌肭謪^(qū)具有相對(duì)翔實(shí)的分布資料，有助于揭示入侵區(qū)與原產(chǎn)地分布區(qū)的氣候相似性在物種入侵區(qū)擴(kuò)展中的獨(dú)立作用。

研究發(fā)現(xiàn)，19種全球最具危害外來入侵陸棲脊椎動(dòng)物共在135個(gè)國家或地區(qū)發(fā)生了363次有明確引種信息（如引種時(shí)間、數(shù)量和位置）的入侵?jǐn)U張事件（圖1），入侵分布區(qū)面積在物種間和類群間存在顯著差異，但在大洲間沒有顯著差異（圖2）。在入侵事件層面，家八哥(Sturnus vulgaris) 在美國、歐洲兔(Oryctolagus cuniculus) 在澳大利亞和赤狐(Vulpes vulpes) 在美國的入侵分布區(qū)最大；在入侵物種層面，赤狐(V. vulpes)、家八哥(S. vulgaris)和帚尾袋貂(Trichosurus vulpecula)具有最大的入侵區(qū)平均分布面積（圖2a）；在類群層面，外來鳥類的入侵分布區(qū)顯著大于其他類群（圖2b）。

在控制采樣偏差、行政區(qū)邊界、空間和類群等隨機(jī)效應(yīng)后，本研究整合物種特征（繁殖力、擴(kuò)散能力、原產(chǎn)地分布區(qū)大小）、入侵事件特征（繁殖體壓力、建群后定居時(shí)間）和入侵棲息地特征（與原產(chǎn)地之間的氣候相異性、地形異質(zhì)性、科/目水平本土物種豐富度、土地利用變化、陸路/航空運(yùn)輸）三個(gè)層面的解釋變量構(gòu)建了廣義可加混合效應(yīng)模型（圖3）。模型平均結(jié)果發(fā)現(xiàn)，入侵分布區(qū)擴(kuò)展與入侵區(qū)與原產(chǎn)地間的氣候相異性存在顯著負(fù)相關(guān)，而與引種繁殖體壓力和入侵區(qū)道路密度存在顯著正相關(guān)，這意味著外來入侵物種在與原產(chǎn)地更加相似氣候環(huán)境下入侵?jǐn)U展范圍更廣（圖4）。與此同時(shí)，更高的引種繁殖體壓力和更為頻繁的人為協(xié)助擴(kuò)散能夠加劇外來物種的入侵分布區(qū)擴(kuò)展（圖4）。

基于模型方差分解的結(jié)果也證實(shí)，入侵區(qū)與原產(chǎn)地間的氣候相異性（氣候匹配）對(duì)于外來入侵陸棲脊椎動(dòng)物的分布擴(kuò)展具有較高的解釋度，其次是繁殖體壓力和入侵區(qū)道路密度。這些研究結(jié)果仍然支持氣候生態(tài)位保守性理論，即對(duì)外來入侵陸棲脊椎動(dòng)物的擴(kuò)散防控仍應(yīng)優(yōu)先考慮氣候條件與原產(chǎn)地更為相似的區(qū)域；同時(shí)，減少外來入侵物種的引種次數(shù)和數(shù)量以及降低入侵區(qū)的人為協(xié)助擴(kuò)散也有助于控制外來入侵陸棲脊椎動(dòng)物的蔓延。

上述研究于近日在線發(fā)表在生物多樣性保護(hù)和生態(tài)學(xué)重要學(xué)術(shù)期刊Global Change Biology。中國科學(xué)院動(dòng)物研究所助理研究員杜元寶博士、已畢業(yè)碩士研究生王徐宇（現(xiàn)蘭州大學(xué)博士生）和碩士研究生Sadia Ashraf為共同第一作者，劉宣研究員為通訊作者。該工作受到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目資助。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.17137

圖1 全球最具危害陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)擴(kuò)展的各類群累積圖（a）和空間分布圖（b-e）

圖2 全球最具危害陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)擴(kuò)展在不同物種（a）、不同類群（b）和不同大洲（c）間比較

圖3 全球最具危害陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)擴(kuò)展與不同解釋因子間的量化關(guān)系

圖4 固定效應(yīng)變量和隨機(jī)效應(yīng)變量在解釋分布區(qū)擴(kuò)展中的模型平均結(jié)果