北美的本土和外来有蹄类动物：恢复食草动物多样性和功能的潜力

《Global Ecology and Biogeography》：Native and Alien Ungulates in North America: Potential for Restoring Herbivore Diversity and Functions

大型食草动物通过促进植被多样性、种子传播和养分循环对生态系统至关重要，但末次冰期以来其种群减少导致显著生态变化。本研究基于北美12种本土和23种外来大型食草动物的分布模型及功能性状（体型、啃食行为），发现外来物种在南部和北极地区可部分弥补灭绝物种的生态功能缺口，约40%的植被多样性和食性组成得以恢复，但无法完全恢复。研究强调外来物种的生态贡献与潜在风险并存，需谨慎平衡其扩张。

　　

摘要

研究目的

大型食草动物在生态系统中发挥着关键作用，它们有助于促进植物多样性、传播种子、调节养分循环以及塑造植被结构。自晚更新世以来，这些动物的数量减少导致了生态系统的深刻变化。虽然外来食草动物常被视为问题所在，但它们可能在一定程度上弥补了这些损失；然而，它们对生态系统的空间影响仍知之甚少。本文首次对北美洲（NA）的本地和外来大型食草动物进行了空间上的详细评估，探讨了它们在恢复食草动物多样性和功能方面的潜力，以当前自然状态为基准。

研究地点

北美洲（美国和加拿大）。

研究时间范围

从晚更新世至今。

主要研究对象

体重≥20公斤的蹄类动物。

研究方法

我们结合了基于公民科学记录的物种分布模型与功能特征数据（如体型、啃食行为等），来估算12种本地蹄类动物和23种外来蹄类动物的当前及潜在分布情况。我们将四种情景（当前状态、潜在的本地物种状态，以及有无外来物种的状态）与当前自然状态进行了对比。

研究结果

外来蹄类动物在北美洲广泛分布，尤其是在南部地区，德克萨斯州的物种丰富度最高。如果本地和外来物种都能扩展到其气候适宜的分布范围，它们可以弥补晚更新世灭绝事件导致的物种丰富度和饮食结构约40%的缺失，在东南部和北极地区甚至可能实现完全恢复。总体而言，本地物种的贡献大约是外来物种的两倍，但外来物种在恢复啃食强度方面作用更为显著。

结论

外来蹄类动物能够增强食草动物多样性，并部分恢复失去的生态系统功能，不过无论是本地物种还是外来物种都无法完全替代已灭绝的大型动物。由于它们的起源地主要位于热带和亚热带地区，因此其分布范围受到限制，其扩散必须权衡生态风险。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

iNaturalist平台上的数据可供公众查阅（https://www.inaturalist.org/）。R代码、关键输入数据及处理结果均存储在公共GitHub仓库中：https://github.com/niming2/Ungulate_NA.git。