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为探究山区外来脊椎动物分布等问题，维也纳大学研究人员开展相关研究，发现其分布与人类活动和山区特征有关，对保护山区生物多样性意义重大。
山区生物入侵：亟待关注的生态危机
在地球的版图上，山脉虽然占地不多，却凭借独特的地理环境，孕育了极为丰富的生物多样性，堪称地球上的 “生物宝藏库”。这里不仅是众多特有物种的家园，还在全球生态系统中扮演着关键角色，为周边地区提供水源涵养、气候调节等重要生态服务 ，对维持地球生态平衡意义非凡。
然而，在全球变化的大背景下，山区生物正面临着前所未有的生存挑战。气候变暖、土地利用方式改变等问题不断侵蚀着它们的栖息地，而生物入侵这一 “隐形杀手” 也在悄然威胁着山区生物的生存。以往的研究大多聚焦于气候变化和土地利用变化对山区生物群落的影响，对于生物入侵，尤其是外来脊椎动物入侵的研究却相对匮乏。尽管外来植物入侵山区的现象已受到较多关注，但外来脊椎动物在山区的大规模分布模式、入侵路径以及对生态系统的影响，依旧迷雾重重。这些未知就像隐藏在暗处的 “定时炸弹”，随时可能给山区生态系统带来难以预估的灾难。为了揭开这些谜团，来自维也纳大学（University of Vienna）等多个机构的研究人员踏上了探索之旅，致力于全面剖析山区外来脊椎动物的入侵现状，为守护山区生物多样性提供关键线索和科学依据。
研究探秘：追踪外来脊椎动物的足迹
研究人员从全球范围内收集了大量数据，以 717 种外来脊椎动物为研究对象，这些动物涵盖了淡水鱼、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物五大类群。数据来源主要基于 DASCO 数据库，该数据库整合了全球生物多样性信息设施（GBIF）和海洋生物地理信息系统（OBIS）的相关记录，并结合区域入侵物种清单进行了细致筛选。同时，研究人员利用最新的全球山脉清单，精准划定了 4953 座山脉作为研究区域。在确定外来物种记录时，他们通过比对国际自然保护联盟（IUCN）红色名录和 eBird 等权威数据，仔细甄别每一个物种的原生范围和外来分布区域，确保数据的准确性和可靠性。
为深入分析外来脊椎动物在山区的分布格局、生物地理起源、在保护区的出现情况以及影响其分布的驱动因素，研究人员运用了多种统计分析方法。他们构建了广义线性混合模型（GLMMs），综合考量了包括人类人口密度、道路密度、与城市和港口的距离、生物多样性完整性指数（Biodiversity Intactness Index，BII）、气候变化速度、地形粗糙度、山脉几何形状和采样完整性等多个变量，以此探究这些因素对外来脊椎动物丰富度的影响。
研究结果：外来脊椎动物入侵的 “全景图”
- 全球分布格局：研究发现，全球近 3000 座山脉中至少记录到一种外来脊椎动物。外来脊椎动物丰富度在不同山脉间差异巨大，从仅有 1 种到英国凯恩戈姆山脉（Cairngorms）的 81 种不等。欧洲西北部山区，如英国、德国、瑞士和法国等地的山脉，以及美国太平洋沿岸、澳大利亚和新西兰的山脉，都呈现出较高的外来脊椎动物丰富度。鸟类和哺乳动物是记录最多的类群，分别在 2595 座和 1518 座山脉中被发现，而两栖动物分布最少，仅出现在 458 座山脉中。从纬度分布来看，外来脊椎动物记录在北温带地区达到峰值，部分类群在南半球亚热带地区也有一个较小的峰值，而在低纬度地区记录较少。此外，通过分析采样偏差校正后的模式发现，欧洲和美国的一些山脉外来脊椎动物丰富度高于预期，而热带地区由于采样不足，其入侵程度可能被低估。
- 全球流动情况：研究揭示了外来脊椎动物在不同生物地理区域之间的流动规律。总体而言，新北界（Nearctic）、东洋界（Indo - Malay）和热带界（Afrotropic）是主要的物种输出区域，而古北界（Palearctic）、新北界和澳新界（Australasia）则是主要的接受区域。不过，不同类群的流动模式存在差异。例如，鱼类的主要输出区域是新北界和热带界，主要接受区域是新北界和古北界；两栖动物的新北界和古北界既是主要输出区域也是主要接受区域；鸟类和爬行动物的主要输出区域是热带界和东洋界，主要接受区域是新北界和古北界；哺乳动物的主要输出区域是东洋界和古北界，主要接受区域是澳新界和古北界。研究还发现，一些区域之间的物种流动高于预期，如从热带界到古北界、大洋洲和马达加斯加的流动；而另一些区域则低于预期，如从热带界到澳新界和东洋界的流动。此外，除大洋洲外，大多数区域内的物种流动高于预期，反映出区域内物种交流的频繁性。
- 在保护区的情况：令人担忧的是，研究发现有 347 种外来脊椎动物出现在全球 827 个山区保护区内，占总记录的 7%。鸟类和哺乳动物在保护区内的记录最多，分别占 67% 和 26%，它们也拥有最高的外来物种丰富度。从保护区类型来看，在绝对数量上，受保护景观（Protected Landscapes）和国家公园（National Parks）拥有最多的外来脊椎动物记录和物种丰富度。而严格自然保护区（Strict Nature Reserves）由于人类活动较少，外来物种记录和物种数量相对较低。但考虑到保护区面积后，自然纪念物（Natural Monuments）和栖息地 / 物种管理区（Habitat/Species management areas）在单位面积上的记录和物种数量也不容忽视。
- 影响分布的驱动因素：研究表明，外来脊椎动物丰富度与多种因素密切相关。人类活动相关因素，如较高的人口密度、道路密度，以及较低的生物多样性完整性指数，都与外来脊椎动物丰富度呈正相关。这意味着人类活动越频繁、生物多样性受干扰越大的地区，外来脊椎动物入侵的情况越严重。同时，山脉的物理特征也起着重要作用，地形粗糙度、金字塔形几何形状以及较小的海拔范围与外来脊椎动物丰富度正相关，而距离城市和港口的距离、海拔范围则与丰富度呈负相关。此外，不同类群对外界因素的响应存在差异，例如，所有类群的外来物种丰富度都随着道路密度的增加和采样完整性的提高而增加，但生物多样性完整性指数对爬行动物、鸟类和哺乳动物的影响呈负相关，而过去一个世纪最低温度的上升对变温动物（鱼类、两栖动物和爬行动物）的分布有显著的正向影响，表明这些动物可能会随着温度升高向更高海拔地区扩散。
研究结论与讨论：敲响山区生物保护的警钟
这项研究首次全面呈现了全球山区外来脊椎动物的分布现状，揭示了其入侵模式、驱动因素以及对山区生态系统的潜在威胁。研究结果表明，外来脊椎动物在山区的分布广泛，且与人类活动和山区自身特征紧密相连。许多外来脊椎动物已侵入山区保护区，这对保护这些区域的生物多样性构成了严重挑战。由于山区生物具有高度的特有性和狭窄的分布范围，外来物种的入侵极有可能导致本地物种的灭绝和生物群落的同质化，进而破坏山区生态系统的平衡和功能。
为应对这一严峻形势，研究人员呼吁采取有效措施减少人类活动对山区的影响，如限制山区道路建设和旅游开发活动，加强对可再生能源基础设施建设的规划和管理，以降低外来物种入侵的风险。同时，应加大对山区生物多样性监测的投入，特别是在热带地区和数据匮乏的区域，提高监测的准确性和全面性，及时发现和应对潜在的生物入侵事件。此外，还需要进一步研究外来物种的生态影响，制定针对性的管理策略，以保护山区独特而脆弱的生物多样性。
这项发表于Nature Communications的研究成果，为我们深入理解山区生物入侵问题提供了宝贵的见解，也为全球山区生物多样性保护指明了方向。它就像一盏明灯，照亮了我们在保护山区生态系统道路上前行的方向，提醒着人们重视外来脊椎动物入侵问题，共同守护山区这一珍贵的生物多样性宝库。
