美国森林外来植物入侵态势加剧：多尺度格局、驱动因子与入侵债务评估

《Forest Ecology and Management》：United States forests are increasingly invaded by problematic non-native plants

本综述基于美国国家森林资源清查（NFI）数据，系统评估了外来植物入侵美国森林的多尺度格局（2010-2018年）。研究发现全美37.9%森林（约9950万公顷）遭受入侵，且东部入侵程度显著高于西部。通过空间误差模型与集成学习分析，揭示了人为干扰（森林破碎化）、繁殖压力（农业用地变化）和森林可入侵性（树种多样性）是核心驱动因子，并发现东部森林存在显著"入侵债务"现象，为入侵生态学理论与管理策略提供了重要依据。

　　

Highlight

外来植物入侵正对森林生态系统造成连锁式冲击！基于全美森林清查网络（NFI）的大数据分析显示，约99.5百万公顷森林（占调查面积37.9%）已被外来植物攻陷，东部地区沦陷程度尤为严重。更值得警惕的是，虽然入侵植物覆盖率略有下降，但入侵样方比例和物种丰富度仍在持续增长——这意味着入侵态势正在从"单点爆发"向"全域渗透"演变。

Recent non-native plant invasion

通过NFI的统计学设计，我们估算出全美262.6百万公顷调查森林中，有99.5百万公顷（37.9%）已遭外来物种入侵（图1）。南部和北部两个东部区域的"沦陷率"显著高于落基山脉和太平洋沿岸等西部区域：南部104.8百万公顷森林中55.3百万公顷失守，北部69.9百万公顷中36.9百万公顷遭侵，而西部各区入侵比例均低于20%。在县级尺度上，入侵森林面积比例与入侵植物丰富度均呈现显著上升趋势，但入侵植物覆盖度却意外下降——这种"广度增加、密度减弱"的悖论现象，可能预示着入侵进程进入新阶段。

Discussion

外来植物入侵正在引发森林生态系统的连锁崩塌：从生态过程紊乱（Yelenik and D′Antonio, 2013）到生态系统功能退化（Strickland et al., 2010），再到本土生物多样性锐减（Py?ek et al., 2012）。虽然此前研究已揭示美国森林普遍遭侵现状（Oswalt et al., 2015），但我们的动态监测首次捕捉到入侵进程的时空分异规律。东部森林更高的入侵程度与破碎化景观格局密切相关，而西部较完整的森林斑块则展现出更强的生物抵抗能力。更关键的是，我们通过驱动因子回溯分析，在东部森林中发现了明显的"入侵债务"（invasion debt）证据——当前入侵程度尚未完全释放历史干扰的潜在影响，预示未来入侵压力可能持续加剧。

Conclusions

外来植物已在美国森林中建立广泛桥头堡，特别是东部地区近亿公顷森林沦陷。动态监测表明，入侵正在从"阵地战"转向"渗透战"：入侵范围持续扩大，但局部优势度有所收敛。森林破碎化（干扰指标）、农业用地变化（繁殖压力代理指标）和树木多样性（可入侵性指标）构成入侵三重驱动力。尤其需要关注的是，东部森林存在的入侵债务效应，可能使当前防控效果被严重低估。