地中海海岸沙丘景观变化对冰植物入侵(Carpobrotus spp.)的影响：时空格局与生态管理启示

本研究通过时空景观分析揭示了地中海海岸沙丘系统中冰植物(Carpobrotus spp.)入侵的动态规律。研究人员结合遥感与机器学习(RF模型)，发现海岸稳定性与城市化分别驱动入侵扩张与退缩，为制定差异化治理策略提供了科学依据。成果发表于《NeoBiota》，对生物多样性保护具有重要实践价值。

　　

地中海海岸沙丘正面临双重威胁：一方面是外来植物入侵对生态系统的破坏，另一方面是城市化与海岸侵蚀导致的生境丧失。其中，冰植物(Carpobrotus spp.)作为最具侵略性的物种之一，通过改变土壤性质、排挤原生植被，严重威胁着沙丘生物多样性。然而，现有研究多基于静态数据分析，缺乏对入侵过程时空动态的深入理解。为此，意大利罗马第三大学等机构的研究团队开展了这项开创性工作，其成果发表在生态学权威期刊《NeoBiota》上。

研究团队采用多源遥感影像(2011年与2019-20年)构建高精度土地覆盖图，通过景观格局指数(如PLAND、PD、ED、AREA_MN)量化变化，并运用随机森林(RF)模型分析入侵动态与景观因子的关系。研究区域覆盖意大利拉齐奥地区280公里典型海岸线，重点关注扩张(EXP_CAR
)与退缩(RED_CAR
)两类典型区域。

【海岸沙丘景观变化特征】
过渡矩阵分析显示，18%的景观发生改变，人工表面(ART)扩张主要挤占海滩先锋植被(BPV)。弦图可视化揭示：扩张区冰植物侵占草本沙丘植被(HDV)，而退缩区则呈现相反趋势。

【入侵格局时空演变】
轨迹分析表明，扩张区冰植物覆盖度(PLAND_CAR
)显著增加，斑块数量(PD_CAR
)、面积(AREA_MN_CAR
)和边缘复杂度(ED_CAR
)同步上升，呈现"前端扩张"模式；退缩区则表现为斑块破碎化，形态趋于规则。

【景观驱动机制解析】
RF模型(R²

0.4)显示：海岸淤积(?AREA_MN_SEA
↓)和人工表面扩展(?ED_ART
↑)共同促进入侵，其中城市边缘效应使入侵斑块复杂度提升200%；而海岸侵蚀(?AREA_MN_SEA
↑)压缩生境空间，导致入侵退缩，此时斑块面积缩减达80%。

这项研究首次通过时空动态视角阐明了地中海海岸"挤压效应"对入侵过程的差异化影响。其创新性在于：①建立景观格局指数与入侵动态的定量关系；②揭示人工基础设施作为入侵"跳板"的双重角色；③提出"稳定海岸重点防控，侵蚀海岸自然消退"的精准治理思路。研究成果为欧盟1143/2014法规的实施提供了技术支撑，所开发的遥感监测框架可推广至其他海岸生态系统。未来研究可结合分子技术探究杂交种(C. acinaciformis × C. edulis)的扩散机制，并评估管理措施对沙丘生态功能的长期影响。