蒙大拿湖研究揭示了入侵物种如何影响本地食物网

入侵物种造成生物多样性损失，仅在美国每年就造成约1200亿美元的损失。现在，多亏了一项新的合作研究，我们对入侵物种如何逐步影响山区湖泊中的本地食物网有了更深入的了解。

　　

   

   

图片:美国地质勘探局渔业生物学家Vin D 'Angelo举着一只最近在冰川国家公园伐木湖捕获的非本地湖鳟鱼。

图片来源:美国地质勘探局Joe Giersch提供

仅在美国，入侵物种每年造成的生物多样性损失就达1200亿美元。尽管有大量证据表明入侵物种可以改变食物网，但随着时间的推移，入侵者如何破坏食物网和本地物种仍然不清楚。

现在，多亏了一项新的合作研究，我们对入侵物种如何逐步影响本地食物网有了更深入的了解。这项研究是由蒙大拿大学平头湖生物站、美国地质调查局和蒙大拿鱼类、野生动物和公园共同进行的。

“这项研究提供了关于入侵的湖鳟鱼如何影响整个湖食物网的新细节，”美国鱼类和野生动物鱼类生物学家Charles Wainright说，他最近在密歇根大学生物学站完成了他的研究生工作。“这些发现对于保护蒙大拿州和其他地方的本地物种和生态系统非常重要。”

这项研究最近发表在著名的《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)杂志上，研究人员利用长期渔业监测记录，在蒙大拿西北部的10个湖泊中，确定了非本土鱼类捕食者湖鳟鱼入侵的时间。它还分析了这些湖泊的食物网，以确定它们是如何在入侵过程中改变和影响土著社区的。

研究小组发现，湖鳟鱼迫使本地鱼类以不同栖息地的次优食物来源为食，从而破坏了食物网，最终导致本地捕食者——受美国濒危物种法案保护的受威胁物种——公牛鳟鱼的消失。

美国地质勘探局水生生态学家、FLBS研究助理教授克林特·穆尔菲尔德(Clint Muhlfeld)说:“在蒙大拿州西部的许多湖泊，由于与入侵的湖鳟鱼的竞争性相互作用，本地公牛鳟鱼的数量急剧下降。”“随着时间的推移，当湖鳟入侵并破坏湖泊生态系统时，我们第一次展示了不仅对牛鳟鱼，而且对支持它们的整个食物网都发生了什么。”

研究还表明，湖鳟入侵的食物网效应尤其明显，因为湖鳟数量在殖民后25到50年迅速增加。50年后，湖鳟鱼在这些食物网的顶端占据了主导地位。这项研究表明，只要有足够的时间，入侵的湖鳟鱼可以破坏和取代本地的鱼类物种——比如牛鳟鱼——并创造出不同的生物群落，这与未被入侵的生态系统有很大的不同。

这项研究为入侵物种影响蒙大拿西部提供了更多的证据。例如，直到19世纪晚期，平头湖的水域还有大约10种本地鱼类，包括丰富的西坡刺鳟和牛鳟。从1905年开始，渔业管理者开始将非本地物种引入食物网，以此来改善平头湖的旅游业，增加休闲钓鱼的吸引力。如今，平头湖有超过20种鱼类，引进的物种如湖鳟、湖白鱼和虾主宰了平头湖的食物网，以至于当地的物种——包括牛鳟和蒙大拿州的西坡杀手鱼——急剧减少。

“这是一项真正的合作努力，”FLBS湖生态学家Shawn Devlin说。“这项工作利用了蒙大拿州西北部湖泊引入和入侵非本地物种的相当黯淡的历史，将其作为一项生态实验，该实验建立在长期数据的力量和对湖泊生态的更深理解的基础上。”

这项研究的结果强调了保护整个景观免受生物入侵的重要性。使用创新的生物监测监测技术，如环境DNA，对于增加在入侵者建立之前发现它们的可能性也至关重要。对于已经被入侵的生态系统，这项研究的发现可以为入侵早期的主动控制提供信息，以避免可能难以逆转的食物网中断。