入侵物种对陆生昆虫多样性的负面效应:跨目级Meta分析揭示高度异质性影响

《Nature Communications》:Meta-analysis reveals negative but highly variable impacts of invasive alien species across terrestrial insect orders

【字体: 时间:2026年01月16日 来源:Nature Communications 15.7

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  本研究针对入侵物种(Alien Species)对陆生昆虫多样性的影响这一生态学难题,通过全球尺度的Meta分析(涵盖52项研究、318个效应值),系统评估了入侵物种对鞘翅目(Coleoptera)、半翅目(Hemiptera)、膜翅目(Hymenoptera)和直翅目(Orthoptera)昆虫的丰度与物种丰富度的作用。结果表明,入侵物种总体导致昆虫丰度下降31%(置信区间:45%~14%)、物种丰富度降低26%(置信区间:44%~1%),且影响强度因入侵物种类型(动物比植物危害更显著)和昆虫类群(半翅目与膜翅目受损最严重)而异。该研究为量化昆虫对入侵物种的脆弱性提供了关键证据,对制定针对性保护策略具有重要科学意义。

  
随着全球生物多样性危机日益严峻,昆虫作为陆地生态系统中数量最庞大、功能最关键的类群,正面临栖息地丧失、气候变化、农药使用等多重威胁。其中,入侵物种(Invasive Alien Species)被专家列为昆虫衰退的主要驱动因素之一,但其影响的整体规模和类群差异性长期缺乏定量评估。以往研究多聚焦于昆虫作为入侵者而非受害者的角色,且针对特定类群(如鳞翅目)或区域的分析难以揭示全局规律。在这一背景下,英国生态与水文中心等机构的研究团队在《Nature Communications》发表了题为“Meta-analysis reveals negative but highly variable impacts of invasive alien species across terrestrial insect orders”的论文,通过整合全球数据,首次系统量化了入侵物种对四大陆生昆虫目级的综合效应。
研究团队采用PRISMA系统综述指南,从Scopus和Web of Science数据库筛选出52项符合标准的研究(数据覆盖1995–2022年),提取318个效应值,使用多水平混合效应模型计算对数响应比(Log Response Ratio, LRR)及其校正值。关键方法包括:文献检索与筛选(基于昆虫目级、入侵物种 presence/absence对比设计)、数据提取(优先物种级数据,避免伪重复)、效应值计算(Delta校正LRR以应对低均值偏差)、异质性分析(I2量化变异来源)、 moderator分析(昆虫目级、入侵物种类型、地理区域等)。样本来源以北美(25%)和欧洲(33%)为主,热带地区(16%)和岛屿(7%)数据较少。
主要结果
  1. 1.
    总体负面影响显著
    入侵物种导致昆虫丰度平均降低31%(LRR: -0.37, 95% CI: -0.60~-0.15),物种丰富度下降26%(LRR: -0.30, 95% CI: -0.59~-0.01)。异质性极高(丰度I2=91%,物种丰富度I2=98%),表明影响高度依赖环境背景。
  2. 2.
    昆虫类群响应差异显著
    • 半翅目(Hemiptera):丰度降幅最大(58%, CI: 72%~37%),可能与入侵植物替代原生寄主植物有关。
    • 膜翅目(Hymenoptera):丰度减少37%(CI: 54%~14%),物种丰富度下降46%(CI: 62%~21%),主因入侵蚂蚁(如红火蚁Solenopsis spp.)与原生种竞争。
    • 鞘翅目(Coleoptera):响应不显著(丰度-12%, CI: -34%~18%),部分类群(如步甲科Carabidae)甚至因入侵植物提供食物资源而受益。
    • 直翅目(Orthoptera):数据有限(仅8个效应值),结果未达显著性。
  3. 3.
    入侵物种类型调节效应强度
    入侵动物(如昆虫、脊椎动物)导致昆虫丰度下降43%(CI: 57%~24%),显著强于入侵植物(-11%, CI: -36%~24%)。动物通过直接捕食、竞争和病原传播产生即时危害,而植物影响更间接。
  4. 4.
    地理与生态调节因子未显显著影响
    岛屿入侵、热带/非热带区域、昆虫飞行能力及研究发表年份等moderators均未显著改变效应规模,可能因相关数据量不足(如岛屿数据仅占7%)。
结论与意义
本研究证实入侵物种是陆生昆虫多样性衰退的重要推手,尤其对半翅目和膜翅目构成严重威胁。结果强调了入侵动物比植物更具破坏性,且类群特异性响应呼吁差异化保护策略。尽管存在数据偏差(欧美主导)和发表偏倚(物种丰富度模型较敏感),但损失幅度(>20%)已足以威胁传粉、害虫控制等生态系统服务。作者建议未来研究需填补热带/岛屿数据空白,探索多入侵物种叠加效应,并整合功能多样性指标。该成果为IPBES(生物多样性与生态系统服务政府间科学政策平台)入侵物种评估提供了关键证据,对全球昆虫保护政策制定具有紧迫指导价值。
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