欧洲北部浣熊潜在扩张路径的连通性分析:基于物种分布模型的生态廊道预测

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:NeoBiota 3.9

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  为应对入侵物种欧洲北部浣熊(Procyon lotor)对欧盟生物多样性的威胁,研究人员通过Maxent物种分布模型和Omniscape连通性分析,预测了其欧洲适生区及5条潜在扩散廊道。研究发现阿尔卑斯山脉和低降水农业区构成主要扩散屏障,为跨境监测和防控提供了关键靶点。

  

欧洲正面临北部浣熊(Procyon lotor)入侵的严峻挑战。这种原产北美的杂食性动物凭借极强的适应力,已在欧洲中部形成稳定种群,并持续向南欧和东欧扩张。作为欧盟重点管控的入侵物种,浣熊不仅会捕食本土物种如白螯虾(Austropotamobius pallipes)和越冬蝙蝠,还与原生动物竞争资源,更可能传播人兽共患病。尽管已有研究预测其全球适生区,但现有模型常忽视物种在入侵地的非平衡分布状态,导致空间转移性不足。

为精准预测浣熊在欧洲的扩张路径,由意大利国家生物多样性未来中心(NBFC)领衔的研究团队开展了跨学科研究。通过整合GBIF和iNaturalist的38,068条分布记录,研究人员创新性地采用空间分区验证法,从40组环境变量组合中筛选出最优Maxent模型,包含年均温(Bio1)、年降水量(Bio12)、坡度、农业和森林覆盖率5个核心变量。随后运用Omniscape算法模拟50km扩散半径下的生态连通性,绘制出欧洲尺度的潜在扩张廊道网络。相关成果发表在生态学期刊《NeoBiota》上。

关键技术方法包括:1) 基于CHELSA 2.1气候数据和EarthEnv土地覆盖数据构建环境变量矩阵;2) 使用spThin包进行2.83km空间稀化处理;3) 采用ENMeval包实现NE-SW/NW-SE空间交叉验证;4) 通过主成分分析(PCA)平衡模型性能(AUC/CBI)与过拟合指标;5) 将适生度转化为电阻值进行Omniscape连通性建模。

主要研究结果

物种分布模型验证
通过比较800种变量-参数组合,确定最优模型采用线性+二次方+铰链特征,正则化乘数设为2。模型显示浣熊偏好年均温>0°C、降水>1000mm区域,而陡坡和高强度农业/森林覆盖区适宜性降低。验证表明欧洲环境条件未超出北美原生区生态位范围,无生态位扩张现象。

欧洲适生区预测
中欧、西欧、不列颠群岛及南斯堪的纳维亚为高适生区,阿尔卑斯山、比利牛斯山等寒冷山区及东欧低降水农业区适宜性较低。特别值得注意的是,意大利北部阿尔卑斯山麓存在多个适生孤岛,与中欧核心种群呈地理隔离状态。

连通性廊道识别
中欧核心种群被法国北部和波兰-捷克低连通区半包围,但与法国南部保持高度连通。在阿尔卑斯山区域发现5条潜在扩散路径:1) 第勒尼安海岸线;2) 苏萨山谷(连接法国-皮埃蒙特);3) 文施高谷;4) 艾萨克谷(连接奥地利-特伦蒂诺);5) 斯洛文尼亚边境通道。这些廊道同时也是欧亚猞猁(Lynx lynx)等保护物种的迁移通道。

讨论与意义
该研究首次将空间转移性验证与景观遗传学方法相结合,解决了入侵物种分布模型的过拟合难题。发现的扩散廊道为跨境联防联控提供了精准靶点:法国南部应作为中欧种群扩张的前哨监测区;意大利则需重点防范苏萨山谷等5个隘口。研究建议在这些通道部署自动相机陷阱(AI物种识别系统),同步监控浣熊与其他迁徙物种。

成果的突出价值在于:1) 证实阿尔卑斯山作为天然屏障的有效性;2) 揭示人类运输工具可能绕过自然屏障促成跳跃式扩散;3) 建立可推广到其他入侵物种(如貉Nyctereutes procyonoides)的建模框架。该研究为欧盟实施《1143/2014号法规》提供了科学依据,彰显了景观尺度连通性分析在生物入侵防控中的核心作用。

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