气候变化背景下美国本土入侵蜥蜴的分布预测:地缘边界与生态威胁的交叉分析

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Climate Smart Agriculture

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  本研究针对气候变暖加剧入侵物种扩散的全球性问题,聚焦南美洲三种入侵性泰加蜥(Salvator merianae、S. rufescens和Tupinambis teguixin)在美国本土(CONUS)的潜在分布。通过更新物种分布模型(SDMs),结合+2°C和+4°C气候情景,揭示泰加蜥栖息地适应性将分别提升11%、31%和466%,并首次量化各州风险等级。成果为跨境生物入侵管理提供科学依据,发表于《Climate Smart Agriculture》。

  

随着全球气候变化打破温带气候的生态屏障,南美洲三种作为宠物贸易热门物种的泰加蜥(黑白色泰加蜥Salvator merianae、红色泰加蜥S. rufescens和金色泰加蜥Tupinambis teguixin)正对美国本土生态系统构成前所未有的威胁。这些体长可达1.2米的杂食性蜥蜴不仅捕食受威胁物种如地鼠龟(Gopherus polyphemus)的幼体,还可能传播外来寄生虫。尽管佛罗里达州已建立多个S. merianae种群,但气候变暖可能使这些冷血动物突破传统温度限制,将入侵前线推进至更北纬度。

为量化这一风险,美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的Amanda M. Kissel团队联合多机构研究者,在《Climate Smart Agriculture》发表最新研究。团队创新性地采用TerraClimate数据库的4km分辨率数据,重构基于四种气候变量(最热月最高温BIO5、最冷季均温BIO11、年降水量BIO12和年潜在蒸散量PET)的物种分布模型。通过软件辅助栖息地建模(SAHM)平台整合五种算法(GLM、MARS、BRT、RF和Maxent),首次对比分析了当前气候与+2°C/+4°C情景下三种泰加蜥的栖息地变化。

关键技术方法
研究采用南美洲原生地3,217个分布点(来自HerpNET和GBIF数据库)训练模型,排除入侵范围数据以避免生态位未平衡偏差。通过1%和10%遗漏率阈值划分"可能适宜"与"高度适宜"栖息地,并引入"新气候-适宜"类别量化超出训练数据范围的预测风险。

栖息地适宜性驱动因素

  • S. merianae:最适冬季均温10-20°C,温暖月高温促进扩张(图2C-D)。当前佛罗里达观测点已超出原生地气候范围,预示适应潜力。
  • S. rufescens:核心限制为年降水<1000mm(图2E),干旱区适应性使其在西部各州风险陡增。
  • T. teguixin:冬季温度主导(图2K),佛罗里达现存种群已处于理论适宜区边缘。

地理扩张模式

  • S. merianae:+4°C下总适宜面积增11%,但佛罗里达高度适宜区缩减36%,佐治亚州反增24%(图3E-F)。
  • S. rufescens:+4°C时西部适宜区扩张31%,佛罗里达"可能适宜"激增600倍(图4E)。
  • T. teguixin:绝对适宜面积最小,但+4°C下佛罗里达适宜比例提升5倍至10%(图5E)。

讨论与意义
该研究首次揭示泰加蜥入侵风险与气候变暖的非线性关系:S. merianae可能被"气候挤压"出南部传统适生区,而S. rufescens将填补空缺并西进。研究者特别警示"休眠种群"(sleeper populations)风险——当前稀有的S. rufescens和T. teguixin可能在未来适宜条件下爆发。尽管模型未考虑微生境(如人工建筑提供的越冬庇护),但已通过临界温度数据(S. merianae可耐受11.2°C低温)验证了预测可靠性。

研究建议将管理重点从单一物种(S. merianae)转向三物种联防,尤其关注西部各州尚未立法的监管真空。提供的州级风险图谱(https://doi.org/10.5066/P9JZZE4W)可直接支持《濒危物种法案》框架下的早期预警系统。这项成果不仅为爬行动物入侵生态学建立新范式,更凸显气候政策与生物安全协同治理的紧迫性——当+4°C情景来临时,现有的宠物贸易禁令可能已无法阻挡生态多米诺骨牌的倒塌。

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