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生物入侵是全球变化的重要驱动因素，正在重塑生态系统，并对世界各地的生物多样性构成威胁。预测入侵者将在何处建立种群，以及其将在哪些地区产生最强的生态影响，是开展早期检测和实施精准管理所面临的关键挑战。尽管物种分布模型（Species Distribution Models，SDMs）被广泛用于预测生物入侵，但其对入侵者建立分布范围的估计往往存在不确定性，且难以深入揭示入侵者的表现，从而使生态影响的预判变得困难。在本研究中，我们将有关入侵者表现的生理学信息与SDMs相结合，以识别入侵风险较高的区域。以欧洲最具代表性的海洋入侵种之一——冈村鲁戈藻（Rugulopteryx okamurae）为研究对象，我们首先检验其北部建立分布界限的两种假设：（i）由冬季温度驱动的低温存活限制；（ii）基于该物种热性能的生长限制。为识别更可能的情景，我们结合低温耐受实验，以及入侵种与本地大型藻类二叉 Dictyota（Dictyota dichotoma）之间的季节性生长比较；后者的已建立分布使得能够将生理表现直接与实际分布联系起来。最后，我们将入侵种在预测建立分布范围内的季节性生长情况进行投影，以其作为生物量积累和潜在生态影响的替代指标。结果表明，冈村鲁戈藻在欧洲的北部界限更可能受到冬季存活能力的限制，而非生长能力的限制，其潜在建立分布范围可向北延伸至挪威中部。相比之下，最高生态影响可能仍集中于南欧，因为当地的热环境能够支持其全年保持较高生长速率。总体而言，本研究方法表明，理解入侵者对环境的生理响应，有助于改善对SDM输出结果的解读，并帮助识别其潜在建立分布范围内生态影响风险最大的区域。
生物入侵是全球变化的重要驱动因素，正在重塑生态系统并威胁世界各地的生物多样性。预测入侵者将在何处建立种群，以及其将在何处产生最强的生态影响，是早期监测和精准管理面临的关键挑战。尽管物种分布模型（Species Distribution Models，SDMs）被广泛用于预测生物入侵，但其对种群建立范围的估计往往存在较大不确定性，对入侵者表现的揭示也较为有限，因此难以预测其生态影响。在此，我们将有关入侵者表现的生理学信息与SDMs相结合，以识别入侵风险较高的区域。以欧洲最具代表性的海洋入侵者之一——褐藻Rugulopteryx okamurae为研究对象，我们首先检验其北部种群建立界限的两种替代性假说：（i）由冬季温度驱动的低温存活限制；（ii）基于该物种热性能推导出的生长限制。为确定哪种情景更为可能，我们结合低温耐受性实验，以及入侵者与本地大型海藻Dictyota dichotoma之间的季节性生长比较；后者已有明确的分布范围，因此能够将生理表现与实际存在状况直接联系起来。最后，我们将入侵者在预测种群建立范围内的季节性生长进行空间投影，以此作为生物量积累和潜在生态影响的代理指标。结果表明，欧洲北部界限更可能受到冬季存活而非生长的限制，这意味着Rugulopteryx的潜在种群建立范围可向北延伸至挪威中部。相比之下，最高的生态影响可能仍集中在欧洲南部，因为当地的热环境能够维持全年较高的生长速率。总体而言，我们的方法说明，了解入侵者对环境的生理响应，有助于改进对SDM预测结果的解读，并帮助识别其潜在种群建立范围内生态影响风险最大的区域。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.28.747494v1?rss=1
🏷️ 生物入侵 物种分布模型 生理性能 热性能 海洋大型藻类 生态影响预测