澳大利亚皮尔巴拉地区甘蔗蟾蜍入侵的生物多样性风险量化评估

《Scientific Reports》：Quantifying the potential impact of the cane toad (Rhinella marina) on biodiversity in Australia’s Pilbara region

本研究针对入侵物种甘蔗蟾蜍（Rhinella marina）在澳大利亚皮尔巴拉地区的潜在生态威胁展开系统性风险评估。研究人员通过建立扩散模型预测蟾蜍入侵时间与空间分布，结合物种敏感性分析评估其对本土脊椎动物的直接毒害影响。结果表明，若不采取防控措施，蟾蜍将于2035–2055年间入侵皮尔巴拉，导致25种脊椎动物种群衰退，其中8种特有物种面临灭绝风险。研究为建立“蟾蜍隔离区”（Toad Containment Zone, TCZ）提供了科学依据，凸显了入侵物种早期干预对保护生物多样性热点区域的重要性。

　　

在澳大利亚北部，一种名为甘蔗蟾蜍（Rhinella marina）的入侵物种正以惊人的速度向西扩散。这种原产于中南美洲的蟾蜍体内含有强效神经毒素，当地捕食者误食后会因中毒而死亡。自1935年被引入澳大利亚以来，甘蔗蟾蜍已占领超过150万平方公里的土地，导致多个本土物种种群崩溃。如今，它们的入侵前线已逼近西澳大利亚州的皮尔巴拉地区——一个拥有178,000平方公里、被誉为“生物多样性热点”的古老干旱地带。皮尔巴拉不仅孕育着大量特有物种，还是原住民文化的重要载体和矿业经济核心区。若甘蔗蟾蜍入侵此地，可能引发连锁生态灾难。

为评估这一威胁，由科廷大学朱迪·邓洛普（Judy Dunlop）领衔的研究团队在《Scientific Reports》发表论文，通过多模型预测与物种敏感性分析，量化了蟾蜍入侵皮尔巴拉的潜在影响。研究指出，建立“蟾蜍隔离区”是阻止其南下的关键策略，而本次研究正是为这一策略提供成本效益分析的科学依据。

研究方法的核心技术

研究团队采用三种模型预测蟾蜍入侵时间：基于历史扩散速率的线性推算法、降雨依赖型扩散模型，以及结合永久水源分布的点过程随机模型。通过澳大利亚生物多样性图谱（Atlas of Living Australia）筛选皮尔巴拉地区616种陆生脊椎动物，依据毒性捕食、竞争与寄生三种作用机制评估物种脆弱性。此外，利用核密度估计法模拟蟾蜍在皮尔巴拉的分布范围，并以种群衰退证据强度（0–6分制）量化风险等级。

研究结果

1. 蟾蜍入侵时间线

自然扩散下，蟾蜍预计于2035年（恒定速率模型）至2054年（随机模型）间抵达皮尔巴拉边界。若考虑降雨减少对移动的限制，最可能抵达时间为2041年。

2. 空间占领范围

蟾蜍将依赖人工与天然永久水源点（如矿山蓄水池、岩石水潭）扩散，预计占领皮尔巴拉75.5%（117,524 km²）的区域。干旱季节成年蟾蜍密集分布于水源周边，雨季则向周边扩散。

3. 受威胁物种鉴定

25种脊椎动物（10种哺乳类、15种爬行类）将因直接捕食蟾蜍中毒出现种群衰退。其中8种皮尔巴拉特有种（如帕尔巴拉侏儒袋鼬 Ningaui timealeyi、北部岩巨蜥 Varanus pilbarensis）的分布区与蟾蜍完全重叠，面临灭绝风险。已有3种濒危物种（北部袋鼬 Dasyurus hallucatus、鬼蝠 Macroderma gigas、刷尾袋鼬 Dasycercus blythi）的生存压力将进一步加剧。

4. 立法与经济影响

蟾蜍入侵可能导致9个物种被列入受威胁物种名录，触发澳大利亚《环境与生物多样性保护法案》（EPBC Act）的保护机制，显著增加矿业开发的合规成本。同时，原住民依赖的传统狩猎物种（如巨蜥、蓝舌石龙子）的消失将加剧文化传承危机。

结论与意义

本研究首次系统量化了甘蔗蟾蜍入侵皮尔巴拉地区的生态与社会经济代价。结果表明，若不采取行动，蟾蜍将导致该地区生物多样性严重衰退，并引发文化、经济多重损失。建立“蟾蜍隔离区”虽需投入资源，但其避免的长期损失远高于成本。研究强调，在入侵物种管理中，预防性 containment 策略比事后补救更具效益。这一风险评估框架也为全球类似生态系统的入侵物种防控提供了范式。