李义明研究组揭示生物入侵风险的全球格局

  随着贸易的日益全球化,外来物种入侵对生物多样性以及生态系统功能的威胁持续增加。了解外来物种在全球的入侵热点,即多个外来种适宜的生境,以及这些入侵热点与全球生物多样性热点的重叠程度,对采取优先保护措施以减轻外来物种对生物多样性的危害至关重要。  

  本研究选择影响外来种分布的气候、人为活动、植被以及水资源变量,采用多个物种分布模型,集成预测外来两栖爬行动物(279个物种)在全球的入侵热点。两栖爬行动物是陆生变温脊椎动物,在入侵区会导致严重的生态、进化以及社会经济危害(图1)。模型预测显示,在当前的气候条件下,外来两栖爬行动物的潜在入侵风险主要集中在西部非洲、南亚、东南亚、大洋洲岛屿、加勒比地区、南美洲的南部、地中海地区以及马达加斯加东部。在未来2050年和2080年气候变化情景下,潜在入侵风险大多仍聚集在同样的地理区域内,部分最适合的区域会扩展到南美洲的北部、非洲的中部以及欧洲的一些高纬度地区。在当前和未来气候情景下,生物多样性热点区域内单位面积上的潜在外来种数目是其它区域的1.4倍。接近40%的潜在入侵热点将会落在生物多样性热点内(图2)。结果表明,外来两栖爬行动物的入侵风险聚集在生物多样性热点区域。该研究为在全球尺度上制定早期监测和快速反应措施,以阻止外来两栖爬行动物对生物多样性的入侵危害,提供了指导信息。  

  该项研究成果被选作封面文章,发表在Frontiers in Ecology and the Environment (文章链接) 上。李先平博士和刘宣博士为共同第一作者,李义明研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委员会重点项目(31530088)和科技部重大工作专项(2013FY110300)资助。  

图1. 四种代表性的外来两栖爬行动物。(a)北美牛蛙(Lithobates catesbeianus)携带有致病的壶菌,其入侵扩散导致当地两栖类种群的下降,同时牛蛙也是很多小型脊椎动物的捕食者和竞争者;(b)蔗蟾蜍(Rhinella marina)对澳大利亚当地的捕食者产生毒害作用(照片由提供);(c)沙氏变色蜥(Anolis sagrei)与当地的蜥蜴相比具有较强的竞争能力,并捕食当地种;(d)红耳龟(Trachemys scripta)与当地龟类竞争,并与部分物种杂交,降低当地龟类的多样性。

  图2. 全球35个生物多样性热点和预测的外来两栖爬行动物入侵热点的空间重叠格局,以及重叠区域在低排放情况下随时间的变化。(a)当代气候条件下的重叠程度;(b)2050年的重叠程度;(c)2080年的重叠程度;(d)重叠区域随时间的动态变化。这里的入侵热点定义为外来物种多样性高的前25%栅格。在a,b和c中,绿色区域表示生物多样性热点,桔色区域代表预测的潜在入侵热点,而红色区域是两种热点重叠的地方。d图中有7种颜色,最大的棕色部分表示当代、2050年以及2080年不同时段生物多样性热点和潜在入侵热点重叠的区域,更详细的颜色信息见左下角颜色图标。

 

 

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