淡水生态系统中功能相似的非本地与本地鱼类种群动态同步性研究及其生态学意义

本研究针对入侵生态学中非本地鱼类与本地物种共存机制的关键问题，通过分析全球153个采样点的2,903对鱼类种群数据，结合功能性状与系统发育差异，首次揭示了生态和形态相似性驱动非本地与本地鱼类种群动态同步性（synchrony）的规律。结果表明，功能相似物种更易受环境过滤（environmental filtering）影响而呈现同步波动，这一发现为预测入侵物种生态影响及制定管理策略提供了种群水平的新视角。论文发表于《Scientific Reports》。

　　

在全球生物多样性面临入侵物种威胁的背景下，淡水生态系统的非本地鱼类引入常导致本地物种灭绝、群落结构改变和生态系统功能紊乱。尽管已有研究探讨功能性状相似性对入侵物种定殖阶段的影响，但如何通过种群动态同步性揭示长期共存机制仍是未解之谜。巴西圣卡洛斯联邦大学、法国CRBE实验室和巴西戈亚斯联邦大学的研究团队通过分析RivFishTIME数据库中跨五大洲153个河流站点的长期监测数据，首次证实非本地鱼类与功能相似的本地物种存在显著种群动态同步性，这一发现为理解环境过滤在入侵生态中的主导作用提供了实证支持，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用三大关键技术：1）基于RivFishTIME数据库筛选10年以上时间序列的鱼类丰度数据（含8种非本地和129种本地物种）；2）运用Gower距离和欧氏距离量化生态、生活史及形态功能性状差异，结合FishPhyloMaker构建系统发育树；3）通过线性混合模型（LMM）分析功能距离与Spearman秩相关系数（表征种群同步性）的关系，并控制采样年限和气温等协变量。

主要结果
Widespread freshwater non-native fishes exhibit synchronized population dynamics with functionally similar natives
研究发现南瓜籽太阳鱼（Lepomis gibbosus）和鲤鱼（Cyprinus carpio）与本地物种同步性最高（最大ρ=0.979），而食蚊鱼（Gambusia holbrooki）则呈现显著补偿动态（ρ=-0.738）。欧洲水域中L. gibbosus与欧鲌（Rhodeus amarus）因栖息地偏好相似呈现强同步性（ρ=0.918），而与栖息地差异较大的河鲈（Perca fluviatilis）则出现负相关。

Methods
形态（p=0.004）和生态距离（p=0.001）显著负向影响同步性，表明相似体型和食性的物种更易同步波动。系统发育距离（p=0.393）和生活史性状（p=0.104）无显著影响，印证功能趋同而非进化亲缘决定响应模式。

Discussion
研究突破性地揭示环境过滤（而非竞争排斥）是驱动非本地与本地鱼类共存的核心机制。生态-形态相似物种对环境变化的趋同响应，导致其种群波动同步化，这种效应可能降低群落稳定性。值得注意的是，广布性入侵种（如L. gibbosus）因泛化特征（generalist traits）能在多环境中放大同步效应，而攻击性物种（如G. holbrooki）则通过竞争引发补偿动态。

该研究为入侵生态学提供了三方面启示：1）功能性状可作为预测入侵物种种群动态的新工具；2）环境过滤的量化需侧重生态-形态维度；3）同步性分析为评估入侵长期影响提供了种群水平框架。未来研究可拓展至热带系统及不同干扰 regime，以验证结论的普适性。正如Barbbara Silva Rocha团队强调的，这项成果对制定基于 trait-matching 的生物入侵防控策略具有重要指导价值。