长期监测揭示了池塘景观的连通性如何影响生物入侵的早期扩散过程

《Journal of Applied Ecology》：Long-term monitoring reveals how pondscape connectivity shapes the early spread of a biological invasion

生物入侵驱动生物多样性丧失，景观连通性与种群密度影响入侵扩散机制。通过对乌拉圭潘帕斯草原11年美国牛蛙入侵监测，发现中间密度种群通过高 propagule pressure 促进入侵，高密度种群受密度制约限制扩散。研究提出整合种群动态与景观连通性的图论模型，为入侵物种管理提供优先控制策略。

　　

摘要

en此链接指向英文版摘要 es此链接指向西班牙文版摘要

1. 生物入侵导致生物多样性的丧失和生态系统的退化，这凸显了我们需要更好地理解其传播机制。在入侵初期阶段，这一点尤为重要，因为此时种群正从局部区域扩散到更广泛的区域。尽管人们多次提出局部人口过程与景观尺度上的扩散之间的相互作用是入侵扩张的关键驱动因素，但相关的实证证据仍然不足。
2. 我们研究了美洲牛蛙（Aquarana catesbeiana）在乌拉圭潘帕斯草原池塘中的早期入侵动态。通过一项为期11年的监测计划（2012–2022年），我们利用图论方法分析了景观连通性、源种群数量和环境变量如何影响入侵过程的初始空间扩散。
3. 在研究期间，被入侵的池塘数量以每年7.7%的速度增加。二项式入侵概率模型表明，与先前被入侵池塘的连通性与牛蛙的数量共同决定了入侵概率。与中等数量牛蛙的池塘相连的池塘具有最高的入侵可能性，其殖民几率是低数量牛蛙池塘的两倍多；而与高数量牛蛙池塘相连的池塘则影响较为适中。
4. 这些结果表明，中等数量的牛蛙种群通过产生更高的繁殖压力来最大化入侵的传播范围，而高数量牛蛙种群可能受到密度依赖性的限制，从而影响其扩散和补充能力。
5. 综合与应用：我们的研究结果表明，入侵风险源于景观连通性与局部种群动态之间的相互作用。对于生命周期复杂的入侵物种（尤其是那些具有同类相食行为的物种），管理措施应重点关注那些作为主要传播源的中等数量种群，而不仅仅是高密度种群。将种群层面的过程与空间连通性相结合，可以为识别优先治理区域、优化资源分配以及提高入侵物种管理效果提供一个普遍适用的框架。

摘要

en此链接指向英文版摘要 es此链接指向西班牙文版摘要

1. 生物入侵加剧了生物多样性的丧失和生态系统的退化，因此有必要深入理解其传播机制。在入侵初期，这一现象尤为显著，因为种群正从局部区域扩散到更大范围。尽管已有研究表明局部人口过程与景观尺度上的扩散之间存在相互作用，但相关实证数据仍然有限。
2. 我们研究了美洲牛蛙（Aquarana catesbeiana）在乌拉圭潘帕斯草原池塘中的早期入侵过程。通过11年的监测数据（2012–2022年），运用图论方法分析了景观连通性、种群数量和环境因素对入侵扩散的影响。
3. 被入侵池塘的数量年均增长率为7.7%。二项式模型显示，与先前被入侵池塘的连通性及牛蛙的数量共同决定了入侵概率。与中等数量牛蛙池塘相连的池塘具有最高的入侵可能性，其入侵几率是低数量池塘的两倍以上；而与高数量牛蛙池塘相连的池塘影响相对较小。
4. 研究结果表明，中等数量的牛蛙种群通过产生更高的繁殖压力来促进入侵扩散，而高数量牛蛙种群可能受到密度限制，从而影响其扩散和补充能力。
5. 总结与应用：我们的研究结果表明，入侵风险取决于景观连通性与局部种群动态的相互作用。对于生命周期复杂的入侵物种（尤其是具有同类相食行为的物种），应优先控制中等数量的种群（即主要的传播源），而非仅关注高密度种群。将种群动态与空间连通性相结合，可以为确定优先治理区域、优化资源分配和提高入侵物种管理效果提供有效方法。

利益冲突声明

所有作者均声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

数据可从Dryad数字存储库获取：https://doi.org/10.5061/dryad.5dv41nskw（Gobel等人，2026年）。