水生栖息地复杂性在减轻入侵牛蛙对本地两栖动物生态影响方面的作用有限

《Global Ecology and Conservation》：Limited role of aquatic habitat complexity in mitigating the ecological impact of invasive bullfrogs on native amphibians

本研究通过环境DNA技术调查了比利时134个水体中美洲牛蛙的密度及对本地两栖动物社区的影响，发现牛蛙的生态位显著覆盖本地物种，但水生植被结构复杂性虽能提高本地物种多样性，却无法完全抵消牛蛙密度增加的负面影响，且效果因物种而异。摘要后分隔符为：

　　本研究聚焦于非原生美国蟾蜍（Lithobates catesbeianus）对本地两栖动物群落的影响，并探讨了栖息地特征在其中所扮演的角色。美国蟾蜍是一种具有广泛生态适应性的物种，自20世纪90年代初被引入比利时以来，已广泛扩散至五个不同的河流谷地，占据约365平方公里的范围。这种物种的扩散不仅影响了本地生态系统的稳定性，也对两栖动物的生存构成了挑战。由于其广谱的生态适应能力，美国蟾蜍能够在多种水体环境中生存，包括永久性水域和临时性水体，这使得它们对本地物种的潜在影响更为复杂。

本地两栖动物与美国蟾蜍的生态互动模式是本研究的核心关注点。研究团队通过对134个水体的环境DNA（eDNA）定量条形码和宏条形码分析，评估了美国蟾蜍的密度以及本地两栖动物群落结构，并记录了25种栖息地特征。这些特征涵盖了水体的物理结构、植被覆盖、水质参数等多个方面。研究的主要目标是理解这些栖息地特征如何影响本地两栖动物的分布及其与美国蟾蜍的共存情况，同时分析栖息地复杂性与美国蟾蜍密度对本地两栖动物群落的交互影响。

通过环境DNA分析，研究团队能够较为准确地检测到美国蟾蜍的存在和密度。这种技术相较于传统的实地调查方法具有更高的敏感性，可以捕捉到更细微的生态变化。同时，本地两栖动物的检测也依赖于eDNA宏条形码技术，以142个碱基对的线粒体12S rRNA基因片段为靶标。尽管宏条形码技术在相对丰度估算方面存在局限性，但其在物种存在与否的检测上表现良好，能够为研究提供可靠的依据。

研究发现，本地两栖动物的生态位在很大程度上被美国蟾蜍所覆盖，且其生态位相较于美国蟾蜍更小。这种生态位的重叠意味着，美国蟾蜍可能占据了本地物种的生存空间，限制了它们的生存机会。在生态位重叠程度较高的情况下，本地物种更易受到美国蟾蜍的威胁，这与它们的生态位宽度和对栖息地的依赖程度密切相关。例如，生态位较窄且对特定栖息地高度依赖的本地物种更容易受到美国蟾蜍的影响，而生态位较广的物种则可能具有更强的适应能力。

此外，研究还探讨了水体结构复杂性对本地两栖动物的影响。水体中的植被覆盖，尤其是沉水植物、挺水植物和浮水植物，能够显著提升栖息地的结构复杂性，从而为本地物种提供更多的庇护所。然而，尽管结构复杂性在一定程度上有助于缓解美国蟾蜍对本地物种的负面影响，但其效果因物种而异。研究发现，虽然某些本地物种在结构复杂性较高的水体中表现出更强的生存能力，但整体上，水体复杂性并不能有效缓冲美国蟾蜍对本地两栖动物群落的密度依赖性影响。

这一发现对生态保护策略具有重要意义。当前的保护措施往往依赖于栖息地复杂性的提升，但本研究指出，这种策略并不能作为单一的解决方案。因此，保护本地两栖动物的措施需要更加综合，不仅包括栖息地复杂性的改善，还需要结合其他因素，如水体的类型、季节性变化以及鱼的存在与否等。例如，某些本地物种更倾向于在无鱼的水体中繁殖，而美国蟾蜍则能够适应鱼类的存在，这可能意味着在鱼类密度较高的水体中，美国蟾蜍对本地物种的影响更为显著。

从生态机制的角度来看，栖息地复杂性可能通过多种方式影响物种间的相互作用。一方面，复杂的结构可以减少物种间的相遇频率，从而降低竞争和捕食的压力；另一方面，它还能提供更多的微生境和资源，促进物种的共存。然而，研究结果表明，在某些情况下，这种复杂性也可能增强非原生物种对本地物种的负面影响。例如，复杂的结构可能使得美国蟾蜍更容易捕获猎物，从而加剧其对本地两栖动物的威胁。

因此，本研究的结果提示，针对美国蟾蜍的管理策略不能仅仅依赖于提升栖息地复杂性，还需要考虑其他因素，如水体的类型、季节性变化以及鱼类的存在情况。在实际操作中，可以通过增加水体中的植被覆盖来改善栖息地结构，从而为本地两栖动物提供更多的庇护所。然而，这种策略的有效性取决于具体的物种和生态目标，因此需要在保护工作中进行细致的评估和调整。

此外，研究还强调了栖息地异质性在缓解外来物种影响中的作用。在一些具有临时性水文周期的水体中，本地物种可能更容易找到避难所，从而避免与美国蟾蜍的直接竞争。这种现象可能为区域层面的物种共存提供了机会。然而，这种避难所的存在和有效性依赖于临时水体的可用性和它们在水体网络中的连通性。因此，生态管理不仅需要关注单个水体的结构，还需要考虑整个水体系统的布局和连接性。

总体而言，本研究揭示了栖息地特征在生物入侵生态影响中的重要性，并强调了在制定保护策略时需要综合考虑多种因素。通过提升栖息地复杂性，可以为本地两栖动物提供更好的生存条件，但这一措施并不能完全抵消外来物种带来的压力。因此，保护工作应更加注重生态系统的整体管理和物种间的相互作用，以实现更有效的生物多样性保护。