生物入侵是指非本地物种在新区域定居时造成的重大生态和社会经济危害，这一过程包括运输、引入、建立和扩散等阶段（Ricciardi 2013；Glon等人2020）。入侵物种通过自然扩散（如风和水流）引入，但更常见的是通过人为活动引入，这些活动使它们能够绕过定义其原始分布范围的地理或环境障碍（Molnar等人2008；Ricciardi 2013；Alidoost Salimi等人2021）。大多数这些物种无法建立可持续的种群，但当足够数量的适应性强的个体到达适宜区域时，更有可能形成自维持种群（Liu等人2020）。
入侵物种引入的频率不断增加，带来了重大的生态挑战，尤其是在人类相关活动持续推动这些事件在全球范围内呈指数级增长的情况下（Seebens等人2016；Heger等人2021；Mormul等人2022）。特别是在海洋生物入侵中，非本地物种的增加主要由船舶压载水排放、水族馆和观赏贸易、生物污损、漂浮物以及水下人工结构（如钻井平台、港口、运河和码头）引起（Seebens等人2016；Lacoursière-Roussel等人2016；Geburzi和McCarthy 2018；Hulme 2021），其中压载水和生物污损主要与移动无脊椎动物和固着污损生物有关（Carlton和Geller 1993；Floerl和Inglis 2005），而水族馆和观赏贸易主要与珊瑚礁鱼类和其他水族馆物种相关（Padilla和Williams 2004）。
海洋生物入侵可以引发显著的变化，驱逐本地物种，改变群落结构和食物网（Thomaz等人2015；David等人2017），改变周围环境（Peller和Altermatt 2024），甚至导致局部灭绝（Due?as等人2021）。此外，它们还对发展中国家和发达国家的人类活动产生经济影响（Marbuah等人2014；Epanchin-Niell 2017；Hanley和Roberts 2019；Zenni等人2021；Henry等人2023）。
为了在某一地区建立种群，入侵物种必须通过非生物和生物生态过滤（Crowl等人2008）。非生物变量通常是入侵的第一道生态屏障，因为成功建立种群需要入侵物种通过生理调整来耐受环境压力。如果无法做到这一点，无论生物相互作用如何，物种都无法持续存在（Gerhardt和Collinge 2007；Olyarnik等人2009；Kelley 2014）。特别是温度被认为很重要，因为它对变温海洋生物的生存、生长和繁殖设定了生理限制，直接影响生化和细胞过程（Somero 2010；P?rtner和Peck 2010；Kelley 2014），决定了种群能够持续存在的环境边界。在这些热适宜条件下，建立成功和局部影响进一步受到生物机制的影响，如物种相互作用（例如竞争、捕食和天敌释放）、正向促进作用、入侵者的生活史和耐压特性，以及引入后的进化过程（Papacostas等人2017）。此外，物种分布模型强调温度是限制海洋物种全球分布的关键因素（Bosch等人2018；Angeles-Gonzalez等人2023；Meyer等人2024）。
除了生物入侵之外，气候变化也是生物多样性丧失和生态系统改变的主要驱动因素。尽管这两个因素通常被独立分析，但有证据表明它们可能会产生协同作用，对本地社区产生不可预见和不可逆转的后果（Mainka和Howard 2010；Kernan 2015）。
因此，气候变化影响生物入侵的一个关键途径是通过改变运输和引入机制，特别是通过消除物种扩散的物理和热障碍，从而促进生态系统破坏（Hellmann等人2008；Gallardo等人2016；Mahanes和Sorte 2019）。例如，最近在温带生态系统的观察表明，热障碍的减弱正在促进与低纬度相关的物种的出现，表明热带化过程正在进行中（Zarzyczny等人2024）。这一过程也可能涉及被认定为入侵物种的物种（例如Johnson, 2015）。此外，气候变化可能促进新入侵物种的建立，并改变现有物种的影响和分布（Hellmann等人2008）。
在气候变化条件下，非本地入侵物种的扩张可能会产生新的生态和社会经济相互作用，其结果难以预测，但预计对本地生物多样性、当地经济和人类健康具有重大负面影响。然而，目前缺乏海洋物种的基准数据，这对管理和保护工作构成了重大挑战（Bradley等人2023）。
为了预测这些风险，需要预测工具来预测入侵物种在当前和未来气候条件下的潜在分布。相关生态位模型（ENMs）已成为预测生物入侵物种基本生态位（FN）的关键工具。基本生态位定义了物种无需迁入即可维持种群的环境条件。超出这些条件的个体通常无法繁殖，从而限制了潜在的引入。生态学家利用ENMs来绘制潜在入侵者的适宜区域，从而为保护和管理策略提供信息，并帮助识别高风险区域（Loya-Cancino等人2023；Thuiller 2024；Zhu等人2024；Liu等人2025；Ohanna等人2025）。
在可用的建模方法中，最小体积椭球体（MVE）在生态位特征描述方面受到了越来越多的关注，特别是在表示环境空间中的基本生态位的研究中。MVE通过描述生态位中心和物种占据的环境条件的分布来总结生态位结构。生态位中心性假说认为，靠近生态位中心的环境条件与更高的适应度相关，而当条件偏离该中心时，适应度会降低。与这一预期一致，距离MVE椭球体中心的距离与种群丰度和遗传变异等适应度相关属性呈负相关（Osorio-Olvera等人2020b；ángeles-González等人2021）（图1）。
因此，通过研究热生态位——物种生存和扩散的关键因素，预测模型提供了关于入侵物种对当前和未来情景构成的全球风险的宝贵见解。全球视角使我们能够识别潜在的分布模式和重新分布，并确定脆弱区域。在这里，我们采用了一种特定于物种的建模方法，重点关注温度这一共同的生理限制因素，因为它在设定海洋变温生物的生存、表现和持续性的限制方面起着基本作用，并且在生物入侵期间作为第一道生态过滤屏障。在这项研究中，我们对80种入侵物种的实际热生态位进行了建模，在当前和未来情景下生成了3000多张热适宜性地图。据我们所知，这是首次基于物种级热生态位建模的全球海洋规模入侵风险分析。
