布基纳法索中部地区淡水生态系统中瘤拟黑螺(Melanoides tuberculata)的入侵动态与环境驱动因子解析

《Journal of Freshwater Ecology》:Invasion and environmental drivers of Melanoides tuberculata (Müller, 1774) in the freshwater ecosystems of centre region, Burkina Faso

【字体: 时间:2026年01月18日 来源:Journal of Freshwater Ecology 1.4

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  本文综述了入侵性淡水螺类瘤拟黑螺(Melanoides tuberculata)在布基纳法索中部地区淡水生态系统中的入侵态势及其环境驱动机制。研究通过野外调查与随机森林(RF)模型分析,揭示了该物种自2017年首次报道后五年内已成功定殖10个站点,其扩散主要受栖息地类型、底质特征、软体动物物种丰富度、气温及渔业活动等人为因素驱动,而非传统水质参数。文章强调水体连通性与人为干扰对入侵过程的促进作用,为区域入侵物种管理提供了关键基线。

  
引言
生物入侵是导致全球生物多样性丧失与环境退化的关键因素之一。软体动物作为入侵物种数量最多的宏无脊椎动物类群之一,其入侵常伴随原生种群的衰退及疾病传播风险的增加。瘤拟黑螺作为一种起源于东非与亚洲的淡水螺类,凭借其孤雌生殖能力、广食性及对逆境的高耐受性,已成为全球范围内极具威胁的入侵物种。2017年,该物种首次在布基纳法索瓦加杜古3号水库被科学记录,但其入侵历程、扩散规律及驱动因子尚未明确。
材料与方法
研究于2020年11月至2021年9月对布基纳法索中部地区12个站点进行系统调查,涵盖水库与河流两类生境。通过采集软体动物样本并测定水体理化参数(如溶解氧、电导率、pH等),结合历史文献数据(1993–2021年)分析3号水库环境演变趋势。采用随机森林(RF)机器学习算法,以物种出现与否为响应变量,纳入栖息地类型、底质组成、软体动物物种丰富度、气候因子(气温、降水)及人为活动(渔业操作)等19个预测变量,解析瘤拟黑螺定殖的关键驱动因子。
结果
环境演变与入侵背景
历史数据显示,1993至2021年间,3号水库水体溶解氧显著下降(从7.52 mg/L至0.83 mg/L),而电导率(最高达570 μS/cm)、区域气温(28–30°C)及降水量均呈上升趋势,表明水体退化加剧。瘤拟黑螺于2017年在此类逆境条件下首次被发现,体现其耐受低氧、高盐度及高温的生物学特性。
扩散格局与群落特征
五年内,瘤拟黑螺已从单一水库扩散至12个调查站点中的10个,包括位于同一水系的水库群(如Boulmiougou、1号与2号水库)及周边河流。调查共记录16种软体动物,瘤拟黑螺为唯一入侵种,其出现与站点软体动物物种丰富度呈正相关(阈值约8种),未表现出明显的生物抵抗效应。
驱动因子解析
随机森林模型(AUC = 0.8304)显示,栖息地类型(水库为主)、底质组成(砾石-泥沙)、软体动物物种丰富度、气温及渔业活动是瘤拟黑螺出现的显著预测因子。水体理化参数(如pH>8.0时出现概率下降)贡献度较低,反映该物种对水质变化的广适性。部分依赖图(PDP)进一步揭示,气温升高与物种丰富度增加均提升其定殖概率。
讨论
瘤拟黑螺在布基纳法索中部地区的快速扩散,印证了人为干扰与生境连通性在入侵过程中的核心作用。水库的底质特性为螺类提供适宜附着基,而渔业活动(如渔具携带)成为跨站点传播的重要媒介。与经典入侵理论(Williamson框架)相符,该物种目前处于“扩散阶段”,需警惕其对原生软体动物群落的竞争排斥及作为寄生虫中间宿主的潜在风险。建议通过控制营养输入、规范沿岸农业实践及开展渔民宣教等措施降低入侵压力,并建立长期监测网络以预警未入侵水体的脆弱性。
研究局限与展望
本研究基于区域尺度的采样数据,虽通过RF模型有效识别关键驱动因子,但样本量与地理覆盖范围仍限制定量互作机制的深入解析。未来需扩大研究范围,整合分子生态学手段,明确瘤拟黑螺与本地种间的资源竞争及寄生虫传播路径,为跨流域入侵管理提供理论支撑。
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