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为探究大头蚁（P. megacephala）在加州南部的扩张潜力，研究人员对比其与阿根廷蚁（L. humile）的耐干燥性和 δ15N 值。发现其已在多地建立种群且面积扩大，两者耐干燥性和资源利用重叠，预示其或造成类似阿根廷蚁的生态影响。
在全球生物入侵的浪潮中，蚂蚁入侵因其对生态系统的显著破坏而备受关注。大头蚁（Pheidole megacephala）作为一种在热带和亚热带地区极具破坏力的入侵物种，已在多个国家和地区造成生态失衡。然而，关于其在温带地中海气候区的入侵潜力，尤其是与当地已建立的优势入侵蚂蚁 —— 阿根廷蚁（Linepithema humile）的竞争关系和生态位重叠情况，仍缺乏系统性研究。加州南部作为典型的地中海气候区，同时也是阿根廷蚁的 “大本营”，大头蚁的入侵是否会在此处引发新的生态危机？其与阿根廷蚁的共存或竞争模式又将如何演变？这些问题不仅关乎区域生态安全，也为全球入侵生物学研究提供关键案例。
为解答上述疑问，美国加州大学圣地亚哥分校（University of California at San Diego）的研究人员开展了一项针对大头蚁在加州南部入侵现状及扩张潜力的研究。该研究通过实地调查、实验室生理实验和稳定同位素分析等多维度手段，系统评估了大头蚁的种群扩散动态及其与阿根廷蚁的生态位重叠情况。研究成果发表在国际期刊《Biological Invasions》上，为理解入侵蚂蚁的扩散机制和生态影响提供了重要实证依据。
研究主要采用了以下关键技术方法：
- 种群分布测绘：利用 GPS 定位和 ArcGIS Pro 软件，对加州南部科斯塔梅萨（Costa Mesa）和圣地亚哥（San Diego）的大头蚁种群进行空间边界划定，分析其面积变化趋势。
- 耐干燥性实验：通过不同湿度环境（高、中、低）下的生存实验，对比大头蚁与阿根廷蚁的抗干燥能力，评估环境水分对两者分布的限制作用。
- 稳定同位素分析：测定两种蚂蚁的 δ15N 值，分析其资源利用模式的重叠程度，揭示种间竞争的潜在机制。
研究结果
1. 大头蚁种群已在加州南部建立并持续扩张
- 通过 2023-2024 年的实地调查发现，科斯塔梅萨的大头蚁种群面积已超过 10 公顷，圣地亚哥的塔尔马吉 / 城市高地（Talmadge/City Heights）种群更是超过 100 公顷，且一年内净增加 12 公顷。
- 2024-2025 年，在圣地亚哥的多个居民区新发现或确认了 4 处大头蚁种群，表明其正以城市环境为中心向外扩散。
2. 大头蚁与阿根廷蚁的耐干燥性无显著差异
- 在环境湿度（RH~55%）和低湿度（RH~7%）条件下，大头蚁工蚁的半致死时间（LT50）分别为 10.8 小时和 3.9 小时，阿根廷蚁则为 11.8 小时和 4.8 小时，统计分析显示两者耐干燥能力无显著差异。
- 这一结果表明，在加州南部季节性干燥的环境中，大头蚁与阿根廷蚁面临相似的水分胁迫限制，但前者可能通过更深的巢穴结构或微生境选择适应更干燥区域。
3. 资源利用模式高度重叠预示激烈种间竞争
- 稳定同位素分析显示，大头蚁与阿根廷蚁的 δ15N 值分别为 9.5±0.3 和 9.8±0.3，两者无显著差异，表明它们在食物来源（如蜜露昆虫、腐肉等）和营养级上存在高度重叠。
- 实地调查发现，大头蚁扩张的区域均为阿根廷蚁未占据的空白地带，而两者分布边界呈现明显的 “互斥” 现象，进一步印证了种间竞争的激烈程度。
研究结论与讨论
本研究首次系统性揭示了大头蚁在加州南部城市环境中的入侵现状及扩张潜力。结果表明，尽管与阿根廷蚁存在相似的环境耐受性和资源需求，但大头蚁已通过城市微生境的利用建立了多个稳定种群，并呈现持续扩散趋势。其潜在生态影响可能与阿根廷蚁相当，包括对本地昆虫群落的压制、生态系统过程的干扰等。
值得关注的是，城市环境中的人为水源（如灌溉系统）可能为热带起源的大头蚁提供了关键的生存优势，使其能够突破自然气候限制。此外，两者的竞争结果可能取决于巢穴结构、繁殖策略等微生态差异 —— 例如大头蚁工蚁体型较小但种群密度更高，可能在局部资源竞争中占据优势。
该研究不仅为加州的入侵物种管理提供了直接数据支持（如优先监测城市居民区、加强国际贸易中的蚂蚁检疫），也为全球地中海气候区的入侵蚂蚁研究提供了重要参考。未来需进一步关注大头蚁向自然生态系统的扩散风险，以及气候变化下其与阿根廷蚁竞争格局的演变，这对于预测和防控入侵物种的生态威胁具有重要意义。
