眾所周知，地球上的生態系統是經過長期進化形成的，系統中的物種經過長期演變，才形成了現在相互依賴又互相制約的密切關系。一個外來物種的引入，有可能因無法適應新環境而消亡，也有可能因新的環境中沒有與之抗衡的生物而演變為兇殘的入侵者。這些入侵者也許不會長著一副尖嘴利牙的恐怖形象，但卻可能對入侵地的生態系統、棲息環境、物種和人類健康帶來嚴重威脅，甚至造成生態災難。
當前，生物入侵已經嚴重威脅到北歐地區和北美地區的生態系統。未來，全球哪些地區將有可能會成為生物入侵的高風險地區呢？近日，中國科學院動物研究所李義明研究組發表的一項研究成果，正是為了回答這個問題。
可怕的生物入侵
在此項研究中，李義明團隊根據影響外來種分布的氣候、人為活動、植被和水資源等因素，采用多個物種分布模型，預測了279類外來兩棲爬行動物在全球的入侵熱點。
為何會選擇兩棲爬行動物作為研究對象？對此，李義明告訴記者，這是因為最近幾十年到一百年間，在動物界，生物入侵非常快的兩個綱就是兩棲綱和爬行綱。而且，兩棲爬行動物是陸生變溫脊椎動物，在入侵區會導致嚴重的生態、進化以及社會經濟危害。
在造成生物入侵的兩棲爬行動物中，在全世界產生危害影響最廣的可能就是我們在餐桌上非常熟悉的牛蛙。
牛蛙原產于北美，因為養殖條件粗放，加之早期人們完全沒有對于引入動物的控制意識，在亞洲，牛蛙很早就逃逸到野外，成為野生物種并進而成為入侵生物。有記錄的牛蛙入侵中國的時間是1959年，從香港地區入境，但更大規模的入侵是在20世紀八九十年代經濟開放之后，華南各地“特種養殖”，大量陌生的動植物被視為發家致富的“金鑰匙”而引入國內，牛蛙就是其中之一。
別看現在它們經常成為人們的盤中餐，但牛蛙可不是“省油的燈”。它們個體大，最大的可以長到2公斤，是很多小型脊椎動物的捕食者和競爭者。李義明在調查研究中發現，在舟山群島，牛蛙入侵的水庫池塘中，當地的黑斑蛙、澤蛙、蟾蜍都消失了。同時，牛蛙繁殖快，一窩卵有上萬只。牛蛙比本地蛙更聰明，跳躍能力強，極難捕捉。當地蛙在水下只能潛2分鐘，牛蛙則可在水下潛8分鐘。更大的危害是，牛蛙攜帶有致病的壺菌，其入侵擴散會導致當地兩棲類種群的下降。
“蔗蟾蜍的危害則更加嚴重，現在已經在澳大利亞引起了災難性的后果。”李義明介紹說，“蟾蜍帶有蟾毒素，因為澳大利亞本來是沒有蟾蜍科物種的，所以當地的動物捕食者沒有進化出識別蔗蟾蜍的機制，這導致當地捕食了蔗蟾蜍的大大小小各種物種的死亡，鱷魚吃了蔗蟾蜍后都會被毒死。”李義明說。
除了北美牛蛙和蔗蟾蜍，李義明介紹，在外來兩棲爬行動物中還有兩種代表性物種。“一是沙氏變色蜥，它與當地的蜥蜴相比具有較強的競爭能力，能夠捕食當地種。另一個就是紅耳龜，它能與當地龜類競爭，并與部分物種雜交，降低當地龜類的多樣性”。
正因為近年來兩棲爬行動物生物入侵的速度快、范圍廣、影響大，因此相關的科學記錄數據也比較全面，可以大大提高預測研究的準確度。
生物多樣性熱點區域風險更高
李義明研究組建立的模型預測顯示，在當前的氣候條件下，外來兩棲爬行動物的潛在入侵風險主要集中在西部非洲、南亞、東南亞、大洋洲島嶼、加勒比地區、南美洲的南部、地中海地區和馬達加斯加東部。在未來2050年和2080年氣候變化的條件下，潛在入侵風險大多仍聚集在同樣的地理區域內，部分最適合的區域會擴展到南美洲北部、非洲中部以及歐洲的一些高緯度地區。
“這些入侵熱點，都是那些環境條件適合大量外來物種生存的地區，所以這些地區天然受到更高生物入侵風險的威脅。”李義明說。
更為嚴重的是，這些外來兩棲爬行動物入侵風險較高的地區，恰恰聚集在全球的生物多樣性熱點區域。
“在全球，生物多樣性熱點區域包含了35個地理區域，這些地區有著極其豐富的物種資源，同時也面臨著主要棲息地喪失的困境。生物多樣性熱點區域只占地球面積的15.9%，卻擁有著22939種陸生脊椎動物物種，占全球的77%，擁有著152000個植物物種，占全球的50%。對這些地區的保護尤為重要。”李義明等研究人員在近期發表于《生態與環境科學前沿》的相關論文中寫道。
“在當前和未來氣候情景下，生物多樣性熱點區域內單位面積上的潛在外來種數目是其他區域的1.4倍。接近40%的潛在入侵熱點將會落在生物多樣性熱點內。生物多樣性熱點區域比其他地區承受著更高的生物入侵風險。”李義明說道。
早期監測和快速反應措施亟待實施
通過揭示生物入侵風險的全球格局，李義明研究組的該項研究為在全球尺度上制定早期監測和快速反應措施，以阻止外來兩棲爬行動物對生物多樣性的入侵危害，提供了指導信息。
“隨著貿易的日益全球化，外來物種入侵對生物多樣性以及生態系統功能的威脅正在持續增加。”李義明說，“了解外來物種在全球的入侵熱點，即多個外來種適宜的生存環境，以及這些入侵熱點與全球生物多樣性熱點的重疊程度，對采取優先保護措施以減輕外來物種對生物多樣性的危害至關重要。”
對于研究結果發現的面臨著更高生物入侵風險的地區，李義明認為，亟待采取生物安全性保護措施。
“尤其是，我們的研究模型還預測出，由于與潛在入侵熱點高度重疊、本土棲息地喪失嚴重等因素，位于南太平洋的新喀里多尼亞、西非的幾內亞森林、西南太平洋的美拉尼西亞群島、加勒比群島、菲律賓群島、巴西的塞拉多地區更是生物入侵的高風險地區。這些區域應當成為采取有效的生物安全性措施的優先地區。但這些地區目前所擁有的可供發展生物安全性措施的財政資源卻比較少。希望這些地區能提高對生物入侵風險的意識，前瞻性地發展生物安全性措施，避免或者將生物入侵對全球生物多樣性造成的危害降低到最小。”李義明說。
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