《Biological Invasions》：Invading brown bullhead catfish (Ameiurus nebulosus) show thermal niche rigidity and benthic niche plasticity: implications for management
编辑推荐：
物种入侵仍然是全球淡水生态系统本地鱼类灭绝率上升的关键因素之一。尽管从新入侵水体中清除非本地物种的努力往往针对已确立的生态特征和栖息地关联，但入侵物种可能表现出与其原产地同种个体不同的行为。褐牛头鲶（Ameiurus nebulosus）是一种广泛分布的入侵者
物种入侵仍然是全球淡水生态系统本地鱼类灭绝率上升的关键因素之一。尽管从新入侵水体中清除非本地物种的努力往往针对已确立的生态特征和栖息地关联，但入侵物种可能表现出与其原产地同种个体不同的行为。褐牛头鲶（Ameiurus nebulosus）是一种广泛分布的入侵者，在其原产地被描述为嗜热、夜行、沿岸-底栖捕食者，具有较高的位点保真度。研究人员使用声学遥测技术，研究了新西兰奥特亚罗瓦最近被入侵的罗托伊蒂湖中鲶鱼的季节性运动模式和栖息地利用情况。入侵鲶鱼表现出强烈的栖息地生态位可塑性和热生态位刚性。仅在春季和夏季，鲶鱼才经常出现在近岸区域（从岸边至<7米水深处）。相反，鲶鱼表现出高度移动性，尤其是在秋季，鲶鱼经常占据远岸区域（≥7米水深；80%的定位点），在这些区域它们很少与湖底相关联。入侵鲶鱼寻求湖中可获得的最暖水温，其在秋季向远岸区域的移动，以及此时运动速率和夜间活动面积的显著增加，与远岸区域较暖的水温相吻合。基于最佳实践，罗托伊蒂湖的大部分鲶鱼控制工作依赖于近岸底栖网捕。研究结果表明，虽然该策略在春季和夏季可能有效，但表征和 targeting 热最优栖息地是一个有前景的途径。
**论文解读：入侵褐牛头鲶在罗托伊蒂湖的热生态位刚性与底栖生态位可塑性**
**一、研究背景与科学问题**
全球范围内，本地鱼类的灭绝率持续上升，估计多达三分之一的本地淡水鱼面临灭绝风险。入侵鱼类的到达和扩散被认为是淡水生态系统生物多样性丧失的关键因素之一。许多温带淡水系统生物多样性水平较低，接收群落的“天真性”为入侵物种的进入和建群提供了更多机会。物种角色的低冗余度意味着具有独特生态位的物种引入可能通过改变营养和养分途径而破坏生态系统稳定性。
越来越多的研究表明，物种入侵新环境时，可能表现出与其原产地同种个体不同的行为和栖息地选择。这种差异可能部分源于创始个体的个性特征对入侵成功的影响，以及从原产地共生的天敌中释放，从而允许更广泛的行为和栖息地利用范围。理解入侵物种生态位中哪些方面是固定的、哪些可能在新型环境中扩展，对于现代、针对性的入侵控制策略和预测新入侵者跨景观的潜在扩散至关重要。
褐牛头鲶原产于北美，在其原产地被描述为夜行性沿岸-底栖捕食者，具有高位点保真度，最适温度为25°C，食性广泛。该物种已被引入其原产地之外的广大地区。在欧洲，它们对本地淡水鱼类群落产生负面影响；在新西兰，它们于1877年被引入，现已扩散至北岛多个流域。鲶鱼的摄食行为可促进沉积物再悬浮，增加生物浊度，加之其广泛的温度耐受性和包括捕食许多本地物种在内的杂食性饮食，对淡水生态系统构成重大威胁。建模研究表明，鲶鱼在新西兰具有大幅扩展其分布范围的潜力，这对包括许多具有重要保护意义的独特本地动物群产生严重影响。
罗托伊蒂湖是位于新西兰北岛罗托鲁阿的一个3460公顷的深水中营养湖泊，为检验入侵褐牛头鲶的生态位可塑性提供了案例研究。鲶鱼于2016年在该湖被检测到，尽管种群在检测前几年就已存在。自2016年以来，尽管实施了八年间捕杀约18万条鲶鱼的网捕计划，该地区湖泊中鲶鱼数量仍急剧增加。管理努力主要集中在近岸区域使用陷阱网，但种群的持续快速扩张凸显了更广泛了解该入侵者空间生态学和栖息地利用的必要性。
**二、关键技术与方法**
本研究采用空间定位声学遥测技术，对罗托伊蒂湖西部盆地30条鲶鱼（其中15条植入带温度和压力传感器的V9TP发射器，15条植入无传感器的V7发射器）进行为期一年多的追踪。选用的鲶鱼于2018年11月20日至12月6日捕获，通过手术植入发射器。42个声学水听器接收器被部署用于监测标记鲶鱼的运动、深度和温度占用。遥测数据辅以高分辨率三维水动力模型模拟的水温和湖泊水深数据。数据处理使用R语言，采用广义线性混合模型、核密度估计、最小凸多边形和序列分析等方法分析深度和温度占用、空间栖息地关联、运动和位点保真度。
**三、主要研究结果**
**深度和温度占用**：鲶鱼在研究期间观测深度为0至22.1米，平均深度2.5米，98%的深度读数浅于10米。季节和区域对鲶鱼深度均有显著影响。温度方面，鲶鱼观测温度范围为8°C至29°C，日平均体温变化小，平均在2°C以内，表明温度占用变异性低。鲶鱼体温紧密追随西部盆地每日最大水温，表现出对最暖可用水体的定向选择。
**空间栖息地关联**：鲶鱼被定位在距岸0至654米范围，平均117米。春季和夏季鲶鱼频繁出现在近岸区域，秋季仅5%的位置在近岸，而冬季为35%。全年仅20%的鲶鱼位置在近岸区域。鲶鱼很少与湖底关联，仅4%的位置被视为底栖（距湖底1米以内），其余96%的位置平均距湖底7米。在远岸区域的悬浮位置中，60%的鲶鱼位于湖底以上超过7米处，表明远洋栖息地是入侵鲶鱼最常占据的栖息地。
**运动分析**：最小凸多边形面积在春季和夏季最小（中位数0.1公顷），冬季较大（中位数0.8公顷），秋季最大（中位数27.5公顷），秋季活动面积约为春夏季的300倍。鲶鱼平均夜间移动速率为101米/小时，秋季移动速率最高，接近600米/小时。包含日序和运动速率的模型解释了MCP大小87%的变异。
**位点保真度**：大多数标记鲶鱼未表现出强位点保真度，经常出现在距原始捕获地点较远的位置。平均而言，约五分之四的日常位置被观测到。Okere Inlet是最常见的日常分配位置，其次是中央盆地。只有少数鲶鱼表现出高位点保真度，仅停留在原始标记区域。
**四、讨论与结论**
**热生态位刚性**：温度对鱼类栖息地选择有强烈影响。声学标记的鲶鱼每日占用狭窄的水温范围（约±2°C），并明显趋向最暖可用水体。春季和夏季近岸区域较暖，鲶鱼出现在近岸区域；秋季湖面冷却后这一趋势逆转，最暖水体位于远岸区域。这一冷却期似乎触发了鲶鱼行为和栖息地利用的变化，使其移向离岸更远处。较冷的东部盆地可能作为鲶鱼扩张的屏障，较暖的西部盆地可能起到“温度陷阱”的作用，减缓了鲶鱼向更大东部盆地的扩张。温度占用对鲶鱼摄食速率也有影响。在罗托伊蒂湖，鲶鱼在较冷的冬季月份经历约12°C的水温，最低记录体温为8°C，比其原产地北部极端低温温和，因此鲶鱼有可能全年摄食和生长。
**底栖可塑性**：声学标记的鲶鱼倾向于占据罗托伊蒂湖的上层水域，在春季至夏季期间在近岸和远岸栖息地均如此。与先前研究相反，研究发现鲶鱼与近岸区域和湖底的关联非常弱。只有4%的位置被视为底栖，远洋栖息地是入侵鲶鱼最常占据的栖息地。这些发现与在波兰湖泊中捕获远洋和沿岸区域入侵褐牛头鲶以及在陶波湖观察到的远洋鲶鱼群的报告一致，表明远洋栖息地利用是鲶鱼在新入侵湖泊中入侵行为的共同特征，偏离了其原产地已知的强烈沿岸和底栖关联。
**季节性活动**：鲶鱼在罗托伊蒂湖西部盆地表现出明显的季节性活动模式，秋季活动峰值尤为显著。秋季的活动高峰期恰逢鲶鱼摆脱亲代抚育责任，且远岸区域相对近岸区域水温更暖，促使鲶鱼大规模探索湖泊区域。研究发现鲶鱼在运动速率和区域内使用方面存在高度个体差异。一些鲶鱼探索了西部盆地的大部分区域，而另一些则在整个研究期间停留在原始捕获地点，这种个体差异可能与个性特征有关，可导致入侵种群持续加速扩散速率。
**管理启示**：入侵鲶鱼具有高移动性并广泛占据远岸区域，这与其原产地典型特征相反。基于最佳实践，通过年捕杀减少罗托伊蒂湖鲶鱼的努力主要依赖于在7米或更浅的浅水沿岸区域设置陷阱网。研究数据显示，这一管理方法仅在春季和夏季有效，此时鲶鱼占据该湖域。全年仅20%的鲶鱼位置在近岸区域，意味着80%的时间里，标记的成年鲶鱼不在捕捞装置 targeting 的范围内。秋季鲶鱼最活跃且夜间活动面积最大，将捕捞工作转向远岸区域并使用远洋网具可能会更有效。此外，鲶鱼与本地淡水小龙虾（kōura）的栖息地重叠有限，仅在春季和初夏鲶鱼更常与近岸环境关联。最后，研究结果强调了温度在塑造入侵鲶鱼季节性栖息地选择中的重要性，表明新西兰各地类似的湖泊提供了有利于鲶鱼繁盛的条件。鲶鱼体温与最大湖泊温度之间的密切关联支持使用基于气候的温度预测来评估入侵风险。随着气候变化日益有利于耐热、杂食性鱼类，鲶鱼等物种将几乎不可避免地对管理构成日益严峻的挑战。
**研究结论**：入侵褐牛头鲶在罗托伊蒂湖表现出强劲的栖息地生态位可塑性和热生态位刚性。仅在春季和夏季，鲶鱼经常出现在近岸区域。相反，鲶鱼高度移动，尤其是在秋季，当鲶鱼经常占据远岸区域（≥7米水深；80%的位置）时，它们很少与湖底相关联。入侵鲶鱼寻求湖中可用的最暖水温。虽然目前的近岸底栖网捕策略在春季和夏季可能有效，但表征和 targeting 热最优栖息地是一个有前景的管理途径。这项遥测研究揭示了最近入侵后的几个新的和意想不到的发现，预计将有助于为罗托伊蒂湖和其他脆弱系统中更有效的鲶鱼管理提供信息。
