城市化驱动美国佛罗里达州入侵物种古巴骑士安乐蜥（Anolis equestris）的栖息地适宜性及其对受威胁无脊椎动物的潜在影响

《Ecology and Evolution》：Urbanization Drives Habitat Suitability of the Invasive Cuban Knight Anole (Anolis equestris) in Florida, USA

本研究通过物种分布模型（SDM）评估城市化对古巴骑士安乐蜥（Anolis equestris）在佛罗里达州栖息地适宜性的驱动作用，并揭示其与三种濒危无脊椎动物（佛罗里达虎甲虫Cicindelidia floridana、佛罗里达树螺Liguus fasciatus、肖氏凤蝶Papilio aristodemus）的空间重叠风险。随机森林（RF）模型表现最佳（TSS=0.91, BI=0.98），显示城市化指标在入侵区重要性显著高于原生区，突显人为栖息地改造对入侵成功的促进作用。

　　

引言

入侵物种是全球生物多样性下降的主要驱动因素，通过捕食、竞争和栖息地改变等机制改变生态系统结构与功能。物种分布模型（SDM）作为量化技术，可通过环境数据预测物种发生概率或丰度，支持对非本地物种的有效管理。古巴骑士安乐蜥（Anolis equestris）原产于古巴，1950年代被引入佛罗里达州，目前已在14个县建立种群，其成功入侵与行为可塑性、高繁殖率和人为扩散密切相关。该物种在入侵区主要栖息于城市和郊区环境，表明其生态位可能向城市化栖息地偏移。

研究方法

研究基于全球生物多样性信息设施（GBIF）获取1900–2024年的物种出现记录，经坐标清洗和空间稀释后保留1012条有效数据（佛罗里达940条，古巴72条）。环境预测变量包括19个生物气候变量、地形、城市化指标（建筑高度、人口密度、定居点网格）和植被指数（NDVI、EVI），并通过相关性分析（|r|>0.7）最终保留11个变量。采用10组独立伪缺失点（1:1比例）和10折交叉验证方案，使用biomod2包集成8种算法（包括随机森林RF、MARS、GBM等），以真技能统计量（TSS）和博伊斯指数（BI）评估模型性能。

模型性能与验证

随机森林（RF）模型表现最优，在佛罗里达和古巴的验证集上分别达到TSS=0.91/BI=0.98和TSS=0.74/BI=0.89。使用独立监测数据集（2008–2023年标准化调查）进行验证，模型仍保持判别力（TSS=0.53, BI=0.59），表明其具有良好的泛化能力。标准化采样努力度后性能仅轻微下降，证实模型捕获的是环境变量影响而非采样偏差。

栖息地适宜性预测

在古巴，模型预测西部和中部省份（如拉哈瓦那、马坦萨斯、卡马圭）适宜性较高，与农业区和湿润森林分布一致；东部地区（圣地亚哥、奥尔金）存在零星高适宜斑块。低适宜区与红树林、湿地和松林生态系统重叠。在佛罗里达，高适宜区集中分布于大西洋沿海山脊，从佛罗里达群岛向北延伸至棕榈滩县、布劳沃德县和迈阿密-戴德县，并逐渐减弱至马丁县和圣卢西县；墨西哥湾沿岸的萨拉索塔、夏洛特和李县也存在适宜集群。佛罗里达群岛中人类活动密集的岛屿（如基拉戈、马拉松、基韦斯特）适宜性最高。

变量重要性分析

平均日温度范围（Mean Diurnal Range）是整体最重要的预测因子，且在佛罗里达的影响显著高于古巴。城市化相关变量（定居点网格Settlement Model Grid、地表温度Surface Temperature）在入侵区重要性突出，而自然环境因子（NDVI、最干月降水量Precipitation of Driest Month、最湿季度降水量Precipitation of Wettest Quarter）在原生区更具影响力。海拔、土地像素分数（Land Fraction Pixel）和人口密度在古巴影响更大，年降水量在佛罗里达略占优势。这些结果说明，原生区分布主要受气候和植被驱动，而入侵区分布更依赖城市化与温度稳定性。

受威胁无脊椎动物的潜在重叠

模型预测在佛罗里达虎甲虫（Cicindelidia floridana）出现点的平均栖息地适宜性为0.86±0.02，佛罗里达树螺（Liguus fasciatus）为0.58±0.03，肖氏凤蝶（Papilio aristodemus）为0.53±0.02。高适宜性重叠表明A. equestris可能对这些濒危无脊椎动物构成捕食压力，尤其在城市化加剧的野生land-城市界面地区。A. equestris已记录捕食树螺，其食性广谱性（包括鞘翅目、鳞翅目和腹足类）加剧了生态风险。

讨论与保护意义

研究表明，A. equestris在入侵区表现出对城市化栖息地的显著依赖，这可能源于人为环境中竞争和捕食压力降低、人工基质提供热稳定性、夜间照明延长活动时间以及观赏植物增强食物资源。原生区对人工栖息地的耐受性可能是其入侵潜力的预适应特征。研究结果强调需优先管理野生land-城市界面地区的入侵种群，特别是与濒危物种分布重叠的高适宜区（如佛罗里达群岛）。物种分布模型为针对性监测和清除行动提供了空间明确框架，支持基于数据的保护策略制定。未来研究应聚焦气候与城市化变化情景下的适应性模型，以及A. equestris与本地物种的具体生态相互作用。