【Science of The Total Environment】生物入侵对全球保护区造成负面影响

教育   2024-10-17 10:00   陕西  


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今天带领大家来一分钟了生物入侵对全球保护区的负面影响


背  景
保护区对于维持大自然的多样性和生态系统服务至关重要,但我们正生活在一个矛盾的情景中:全球保护区的覆盖范围在不断扩大,而生物多样性却在迅速减少。保护区可保护脆弱物种、保护重要栖息地并维持生态平衡。此外,保护区对于减轻全球变化的影响、缓冲气候变化和栖息地丧失的影响以及促进生态系统的恢复能力至关重要。但是,尽管保护区作为一种压力源常常被忽视,但却面临着来自非本地物种入侵(以下简称入侵物种)的日益严重的威胁。生物入侵是一个世界性问题,由人类引入超出其自然生物地理限制的物种,从而导致这些物种在新环境中建立和传播。这种现象是物种灭绝的核心驱动因素,是生态系统功能和服务退化的因素,也是造成数十亿美元社会经济损失的一个新兴原因。随着贸易和运输网络的全球化,非本地物种的引入正以惊人的速度加速。
目前还缺乏关于入侵物种对保护区生态影响的定量综述。研究如何评估入侵物种对保护区的影响,这对于了解入侵物种的生态影响现状至关重要。此外,这样的综述对于评估保护措施在减轻入侵物种影响方面的有效性,从而评估实现保护目标的进展情况也至关重要。因此,我们在此总结了入侵物种对世界各地保护区的生态影响,并评估这些影响在不同类群、地区、栖息地类型、生物尺度和保护状态下是否存在差异。影响的定义是入侵物种直接对本地物种或生态系统造成的任何可测量的变化。我们的主要假设是,入侵物种会对全球保护区产生总体负面影响。我们预计,这些影响在不同的分类群中都将是显著的,并对生物和非生物生态系统变量产生多向影响。此外,我们预计根据保护区的指定类型、研究持续时间、规模和纬度,这些影响也会有所不同。

图1.四个阶段的研究选择过程:识别、筛选、资格和纳入。右侧的方框显示了每个阶段排除的论文数量。

  
结  论 

入侵物种对保护区的总体影响为显著的负面影响,降低了所分析的生态变量,影响值为 -0.96(置信区间 CI95% [-1.38, -0.55],p 值 <0.001,τ = 2.35,I2 = 92 %;图 4)。对生物变量和非生物变量的影响都是显著和负面的。对生物变量的影响强度为-1.03 [-1.46, -0.60],几乎是非生物影响-0.63 [-1.08, -0.18]的两倍(I2 = 92.1, p < 0.001)。

在全球范围内,保护区都受到了入侵物种的严重负面影响。通过对入侵物种的影响进行前所未有的全球分析,我们发现在大多数生态环境、分类群、环境、领域和保护区类型中都存在一致的负面影响。我们的研究结果表明,生物入侵造成了广泛的负面影响,并强调在保护区的管理策略中应紧急考虑生物入侵问题,重点是预防和减轻影响。面对国际保护目标,这些战略至关重要,因为在未来几年中,地球上受保护的土地和水域将大幅扩大。

1)全球趋势和保护视角

研究表明,即使在短期内,入侵物种的影响也是显著的,而且还有助于发现其影响。对生态系统服务的破坏会增加实现保护目标的经济成本,目前的保护区无法实现保护目标,而且经常管理不当。事实上,当前的投资和管理水平与保护区的重要性和立法不相称。虽然保护区越来越多地得到法律支持,但这些保护并不总是有保障的,而且因地区而异,还可能被取消、降级和缩小规模。

(2)生物和非生物背景下的影响

研究结果突显了入侵物种对生态系统的影响,包括对其生物特征和非生物特征的影响。入侵物种的负面影响与之前不同分类群的研究结果基本一致,包括植物、哺乳动物和鱼类。分类群之间的差异可能在一定程度上反映了样本大小,研究方面的空白阻碍了某些分类群的定量影响和统计清晰度,例如这里的入侵真菌。另一个重要问题是,无脊椎动物和植物物种更多地被有意引入,这可能会增加它们的入侵成功率和随之产生的影响。鱼类入侵造成的影响占主导地位,尤其是对昆虫、两栖动物和鸟类的影响。体育捕鱼和养鱼场逃逸被认为是保护区的主要引入途径,它们会对淡水生态系统造成负面影响。

在所有三种环境类型(如陆地和淡水,尽管对海洋的影响并不显著)中都持续观察到了负面影响,这表明在各种保护区环境中都能可靠地检测到这些影响。在非生物变量中,水和土壤参数的影响尤其大,其中包括浊度、溶解氧、土壤有机碳和裸露地面覆盖的变化。这些变化会改变生态系统结构和资源可用性,限制本地物种的生存,并可能促进其他非本地物种的适应性,因为众所周知,这些物种会在受干扰的环境中茁壮成长。考虑到保护区的背景以及自然对人类的贡献,由于养分循环、水和土壤质量调节等过程的变化,这可能会破坏提供、调节和支持服务。

(3)入侵物种与受影响保护区之间的生物地理流动

研究中受入侵影响最大的保护区位于近北极和新热带地区。关于入侵物种的起源,追溯其路径往往很复杂,因为这与每个地区的特定历史和社会背景有关,而每个物种的历史和社会背景也可能不同。值得注意的是,帝国主义国家(如欧洲)在历史上与近地和新热带地区有着密切的互动和贸易往来,因此,一些入侵动态可能反映了过去殖民主义的遗留影响。在高度全球化的世界中,了解地区和国家之间当前的政治和经济关系对于管理与之相关的潜在物种入侵至关重要。

图2. 本Meta分析所纳入研究的特征。

图3. (A) 各入侵物种组别(即植物、哺乳动物、昆虫、真菌、鱼类)对应的影响案例数(n = 300)用不同颜色表示。(B) 位于图表左侧的入侵物种原产地(59 流)。这些起源地随后过渡到受影响地区,位于图的右侧。

图 4. 保护区中入侵物种的总体效应大小(Hedge's g)以及对生物和非生物变量的影响。


图 5. 根据世界自然保护联盟类别(A)和保护区名称(B),入侵物种对每种保护区类型的影响。





 

参考文献

Laís Carneiro, Miiller N O R , Cuthbert R N ,et al.Biological invasions negatively impact global protected areas[J].Science of the Total Environment, 2024, 948.DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.174823.



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文案:苟聪



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