条纹野鼠(Apodemus agrarius)五十年扩张史:从定殖到生态位建立的动态过程

【字体: 时间:2025年08月10日 来源:Mammal Research 1.6

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  本研究通过整合传统方法与公民科学数据,揭示了条纹野鼠(SFM)在斯洛伐克50年间扩张18,600 km2的生态过程,发现其定殖后2.7-6.8年出现优势度峰值(135%范围增长),证实"扩张前沿"突破机制。该成果为理解原生物种扩张对生态系统的级联效应提供新证据,发表于《Mammal Research》。

  

在全球化气候变化与土地利用转型的背景下,物种分布区的动态变化正成为生态学研究的前沿课题。条纹野鼠(Apodemus agrarius,简称SFM)这种背部带有黑色条纹的小型啮齿动物,其扩张轨迹尤其引人注目——这个被认为起源于亚洲的物种,在末次冰期后逐渐向西扩散至欧洲,而最近几十年在斯洛伐克等中欧地区表现出惊人的扩张能力。这种扩张究竟是单纯的地理迁移,还是伴随着复杂的生态位重建过程?其扩张机制是否遵循入侵物种的经典理论?这些问题对理解生物地理格局演变和生态系统响应机制具有重要科学价值。

来自康斯坦丁哲学家大学(Constantine the Philosopher University)的研究团队通过长达50年的系统监测,首次完整描绘了SFM在斯洛伐克的扩张图谱。研究发现,这个原本主要分布在斯洛伐克东部和北部的物种,在过去半个世纪里以每年400-600米的速度向西推进,新增占领面积达18,600 km2,相当于其原有分布区的135%。特别值得注意的是,2010年后该物种成功殖民了经过百年生态调查都未发现其踪迹的多瑙河低地(Danubian Lowland),13年内就占领了整个区域。通过遗传分析还发现,南部种群可能来自匈牙利方向的扩散,而北部种群则与波兰、德国种群存在联系,在斯洛伐克形成独特的接触带。

研究人员采用三种关键技术方法:1) 标志重捕法(CMR)在2,145只小型哺乳动物样本中识别619只SFM;2) 21台红外相机在Záhorská ní?ina低地获取27次有效记录;3) 通过Facebook公民科学平台"Cicavce na Slovensku a ich ochrana"收集35份目击报告。所有数据均采用12×11 km的网格坐标系(Databank of Slovak fauna)进行标准化处理,并运用线性混合模型(lme4::lmer())分析优势度动态。

研究结果揭示三个重要发现:

  1. 时空扩张模式:SFM的扩张呈现明显的阶段性特征。1974-1984年初期仅扩展2,600 km2,而2016-2023年加速至6,900 km2,目前覆盖59%的监测网格。多瑙河低地的殖民路径显示其沿水系北向扩散的特点,与匈牙利、奥地利等国的扩张趋势形成连续图谱。

  2. 定殖动态曲线:通过7个新殖民地的长期监测,发现SFM优势度呈现"钟形曲线"变化。线性混合模型显示,定殖后2.7-6.8年达到峰值(F2,86.67=56.58,p<0.001),随后回落至25-30%的稳定水平。这种模式被解释为突破"扩张前沿"(expansion front)的典型特征,即初期低密度种群经过生存-繁殖瓶颈后实现爆发增长。

  3. 生态影响机制:在优势度超过25%的群落中,SFM会导致原生物种如银行田鼠(Clethrionomys glareolus)和普通鼩鼱(Sorex araneus)的显著衰退。但长期监测显示,优势度峰值后的回落可能缓解这种负面效应,暗示生态系统存在自我调节机制。

这项研究的重要意义在于:首次量化证实原生物种扩张同样会经历类似入侵物种的"建立-爆发-稳定"三阶段模型,挑战了传统认为原生物种扩张影响较温和的观点。通过整合公民科学与传统监测数据,建立了可推广的物种扩张研究范式。发现的"2.7-6.8年优势度峰值"规律为生物多样性保护提供关键时间窗口预警,而遗传证据揭示的南北种群分化则为理解气候变化下的物种适应机制提供新线索。该成果不仅完善了条纹野鼠的生态学认知,更为预测全球变化下的物种分布重构提供了理论框架。

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