全球外来种原生与引入分布数据集：生物入侵管理与预警的基石

《Scientific Data》：A global dataset of native and alien distributions of alien species

本刊推荐：为应对生物入侵对生物多样性和人类福祉的威胁，Gomez-Suárez等整合了14个全球数据集，构建了包含289个地区、39,700种外来种分布与21,345种原生分布的SInAS 3.1.1数据集。该研究通过标准化Darwin Core术语和GBIF分类框架，首次实现了外来种全球迁徙路径的可追溯分析，为《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》目标6的实施提供了关键数据支持，助力入侵物种的源头管控和扩散预测。

　　

随着全球化进程加速，人类活动无意中成为物种迁徙的“搬运工”，导致生物入侵日益成为破坏生态系统稳定性、加剧生物多样性丧失的重要推手。据IPBES报告，外来入侵物种已被列为全球生物多样性丧失的五大驱动因素之一，其引发的经济损耗和健康威胁更是触目惊心。然而，科学界长期面临一个尴尬困境：尽管已有大量研究记录物种在“新家园”的分布，但关于它们“故乡”在哪里的信息却支离破碎。这种原生分布数据的缺失，如同只知罪犯的逃窜路线却不知其籍贯，严重阻碍了入侵物种的溯源管理和早期预警。

为破解这一难题，德国吉森大学动物生态与系统学系的Manuela Gomez-Suárez、Philipp Laeseke和Hanno Seebens在《Scientific Data》发表了题为“A global dataset of native and alien distributions of alien species”的研究。团队通过整合14个全球权威数据库（如GloNAF、GAVIA、DAMA等），构建了名为SInAS 3.1.1的全新数据集。该数据集首次系统收录了全球289个行政区域（涵盖岛屿和生物地理热点地区）中39,700种外来物种的引入分布记录，并追溯了其中21,345种的原生分布范围，形成总计427,956条标准化数据。这一成果不仅填补了外来物种“全生命周期”分布信息的空白，更为解析物种入侵路径、识别高风险源区提供了数据基石。

研究方法的核心在于多源数据整合与标准化流程。团队基于已有的SInAS工作流，新增了对原生分布数据的处理模块。首先，从专业数据库（如IUCN红色名录、BirdLife范围地图）提取物种分布信息，将矢量范围数据与289个自定义地理单元进行空间叠加，生成物种-地点对应清单。其次，采用Darwin Core术语体系对物种状态（如“原生”“引入”）、建立程度（如“已建立”“入侵性”）等字段进行标准化，并通过翻译表统一地理名称和生境类型（如淡水、海洋）。最关键的是，所有物种名称均与GBIF主干分类学匹配，解决同物异名和拼写误差问题，确保分类一致性。最后，通过去重和冲突解析（如同一物种在相同区域既有原生又有引入记录时保留双重状态），生成可追溯至原始数据源的完整数据集。

数据记录

数据集包含两个核心文件：分布记录表（SInAS_3.1.1.csv）和物种分类信息表（SInAS_3.1.1_FullTaxaList.csv）。分布表以Darwin Core为框架，包含地点ID、物种状态、首次记录年份等字段；分类表则整合了GBIF提供的门类至物种级系统发育信息，并添加了“类群”（taxaGroup）字段以便按生态组（如维管植物、节肢动物）进行筛选。值得注意的是，92%的物种名称已通过GBIF验证，但部分杂交变种或微生物因分类信息缺失暂未归类。

数据概览

数据分析揭示显著的空间和类群偏好性。外来种记录高度集中于北美洲、欧洲和大洋洲等经济发达地区，而原生分布则更多体现生物多样性热点（如南美、撒哈拉以南非洲）。

类群方面，维管植物（15,000种）、节肢动物（近10,000种）和脊椎动物占据主导，反映当前研究更关注易被引入的类群。

但数据完整性存在差异：仅9.2%的记录包含建立程度信息，0.5%有引入途径描述，提示未来需加强入侵生态学细节的收录。

技术验证与使用指南

团队通过三重机制保障数据可靠性：一是仅采纳专家审编的权威源（如IUCN评估报告、同行评审期刊数据）；二是通过GBIF分类匹配和地理单元标准化减少系统误差；三是公开全流程代码（GitHub平台）供用户复现和自定义区域聚合方案。使用需注意两点局限：一是行政边界可能高估实际物种分布范围；二是基于范围地图的原生分布数据在边界地区存在误判风险。

结论与意义

SInAS 3.1.1首次实现了外来物种“从起源到归化”的全景式数据整合，其价值体现在三方面：科学上，支持入侵路径网络分析和生态位模型预测，助力发现“潜伏性”外来种；管理上，为《昆明-蒙特利尔框架》目标6（到2030年将入侵种引入减半）提供监测基准；技术上，其可扩展工作流允许持续融入地方性数据集，推动全球生物入侵治理的协作标准化。这一数据库不仅是入侵生物学的里程碑资源，更警示人类：唯有明晰物种的“前世今生”，方能守住生态安全的未来防线。