气候变化加剧白蜡窄吉丁全球入侵威胁：基于生态位保守性的多维评估

北京林业大学团队针对全球变暖背景下白蜡窄吉丁(EAB)对白蜡属植物的入侵威胁开展研究。通过物种分布模型(SDMs)和多气候情景预测，发现温度上升导致EAB与白蜡树种适宜栖息地重叠度增加，证实气候变化将加剧EAB的生物入侵风险。该研究为入侵物种防控提供了理论依据，强调需同时考虑入侵种与寄主植物的分布变化。

　　

随着全球气温持续升高，物种分布格局正在发生深刻变化。这种变化不仅影响着本地物种的生存，更给生物入侵创造了新的机会。白蜡窄吉丁(Emerald Ash Borer, EAB)作为一种极具破坏性的入侵性甲虫，已对北美洲和欧洲的白蜡属(Fraxinus)树种造成严重危害。这种体长仅8.5mm的小甲虫，其幼虫通过蛀食树木韧皮部形成独特的"S"形蛀道，严重破坏树木的输导功能。在气候变化背景下，准确评估EAB对全球白蜡树种的潜在威胁，成为生态保护和林业管理亟待解决的科学问题。

北京林业大学生态与自然保护学院的研究团队在《Journal of Plant Ecology》发表重要研究成果。该研究基于生态位保守性假说，通过整合多源分布数据和气候模型，定量评估了未来不同气候情景下EAB对全球白蜡树种的潜在威胁。研究创新性地采用多维比较方法，包括栖息地重叠分析和生态位重叠指数计算，揭示了气候变化对生物入侵风险的放大效应。

研究团队运用了多项关键技术方法：从GBIF等数据库获取全球白蜡树和EAB的分布记录，经严格数据清洗后保留7,964条白蜡树和1,496条EAB记录；使用Maxent构建物种分布模型(SDMs)，基于WorldClim v2.0的6个关键生物气候变量；采用CMIP6的3种全球环流模型(GCMs)和4种共享社会经济路径(SSPs)预测2081-2100年等4个时期的分布变化；通过委员会平均法整合不同模型的预测结果；运用Warren's I和Schoener's D指数量化生态位重叠。

研究结果呈现多个重要发现：

当前分布格局显示，EAB在东亚主要分布于渤海湾和日本，与白蜡树存在部分重叠；在欧洲主要分布于东欧，与中西欧的白蜡树分布区重叠较小；而在北美，两者在东部地区存在大面积重叠。这一基线分布为后续变化分析提供了重要参照。

栖息地变化趋势分析揭示，不同区域对气候变化的响应存在显著差异。在东亚，EAB和白蜡树的适宜栖息地面积均呈增加趋势，且高碳排放情景(如SSP585)下的扩张更为明显。北美地区则表现出更复杂的模式，在最敏感的UKESM1-0-LL模型下，极端气候情景(SSP370和SSP585)导致白蜡树适宜区减少，而EAB的适宜区持续扩大。欧洲地区的变化趋势不明显，在温和气候变化情景下分布区保持稳定。

栖息地重叠分析获得关键发现：尽管不同区域分布格局变化各异，但所有研究区域中EAB与白蜡树的稳定栖息地重叠范围几乎都随全球变暖而单调增加。北美重叠面积最大(70,177-250,843个网格)，东亚次之(54,145-135,535个网格)，欧洲最小(1,439-14,256个网格)。地理上，东亚重叠区从渤海湾向中国东北扩展，北美重叠区沿东海岸向西北延伸，欧洲重叠区则从中欧向北欧转移。

抗性分级研究取得突破性进展：将东亚白蜡树种按对EAB抗性分为高抗(如Fraxinus mandshurica)、低抗(如Fraxinus pennsylvanica)和未知抗性(如Fraxinus griffithii)三类。结果显示高抗树种重叠面积最大(53,643-154,924个网格)，低抗树种次之(25,318-37,438个网格)，未知抗性树种最小(653-3,112个网格)。这表明气候变化可能使原本分布在南部、抗性较弱的白蜡树种向北迁移进入重叠区。

生态位重叠指数验证了上述发现：Warren's I从2021-2040年的0.72-0.78升至2080-2100年的0.78-0.81；Schoener's D同期从0.45-0.52增至0.51-0.56。这一结果与栖息地重叠分析高度一致，从生态位维度证实了全球变暖加剧EAB入侵威胁的结论。

该研究的讨论部分深刻指出，传统单一关注入侵种分布范围变化的方法存在局限。欧洲案例尤其典型——虽然EAB和白蜡树的适宜区在极端气候下可能缩减，但两者的重叠区却持续扩大，威胁反而加剧。这一发现强调了同时评估入侵种与寄主植物分布变化的必要性。研究还发现，东亚作为EAB原产地，虽然部分白蜡树种(如Fraxinus mandshurica)已进化出高抗性，但气候变化可能导致低抗性树种北迁进入重叠区，带来新的防控挑战。

这项研究为理解气候变化与生物入侵的复杂关系提供了重要理论框架。其创新性在于：首次在全球尺度上定量评估气候变化对EAB入侵风险的影响；建立考虑寄主植物分布变化的威胁评估新方法；揭示不同抗性白蜡树种面临的分化风险。研究成果不仅对制定EAB防控策略具有指导意义，也为其他入侵物种的风险评估提供了方法论借鉴。随着全球变暖持续，该研究强调的"入侵种-寄主植物"协同评估思路，将成为生物入侵早期预警和生态系统保护的重要工具。