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研究方向

刘春龙博士近年来围绕生物入侵的影响、机制、预测等方面开展工作,具体为:

(1) 生物入侵的生态和经济影响

通过构建并分析我国淡水鱼类分布数据库,分别在水域、水系、淡水生态区以及国家四个尺度上分析了物种的组成相似性(β多样性)在入侵前后变动。发现外来种的定居造成了我国鱼类区系总的物种组成相似性由入侵前的14.9%上升至入侵后的21.9%,揭示了淡水鱼类β多样性的明显下降,即分类同质化。位于西部的水域的同质化程度明显较东部高,表明西部水域为我国生物入侵的热点地区。研究成果于2017年发表在国际生物地理学的旗舰期刊《Diversity and Distributions》。

通过分析生物入侵造成经济损失的全球数据库,发现生物入侵在亚洲造成经济损失的总量达到了4326亿美元。经济损失最高的两个类群为昆虫及哺乳动物、最高的两个国家为印度和中国。然而,大多数亚洲国家都缺乏生物入侵造成经济损失的数据,且目前仅约3%的外来种有经济损失数据。研究成果于2021年发表在国际生物入侵的主流期刊《NeoBiota》。

(2) 生物入侵的成功机制

为分析入侵地环境条件在入侵过程中的作用,整合分析了86个研究中434个入侵种的数据,探讨了入侵种的气候生态位是否在原产地和入侵地之间是保守的。发现物种在入侵地的生态位扩张非常有限,且它们通常占据与原产地生态位相似的环境。我总体上支持了生态位保守假说。入侵种的保守生态位不仅提高了生态位模型预测入侵种在新地区分布的可信度,还支持了模型在预测物种对气候变化的响应中的应用。研究成果于2020年发表在国际顶级期刊《PNAS》。

为理解物种自身特征在入侵过程中的作用,构建并分析了目前最综合的全球淡水鱼类生活史特征数据库。结果表明,入侵种具有较大的体长、较长的寿命、较大的性成熟年龄以及较高的繁殖力;濒危种具有相反的生活史特征,即较小的最大体长、较短的寿命、较小的性成熟年龄以及较低的繁殖力。研究成果于2017年发表在国际生物保护的顶级期刊《Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems》。

为探讨生活史特征转换在外来鲫成功定居过程中的作用,比较了雅鲁藏布江流域具有明显环境差异的茶巴朗湿地和冲堆湿地的外来鲫仔、稚鱼的早期生活史特征,以及鲫在入侵地和原产地的繁殖特征。结果表明,外来鲫在入侵地的繁殖开始时间(3-4月)明显早于其原产地(5-7月)。在茶巴朗湿地的三个不同孵化时间的同生群之中,早期孵化群体的生长速度最低,而晚期孵化群体的生长速度最高,揭示了外来鲫在入侵到新的生态系统中后会通过调节繁殖时间以增加对当地环境的适应。研究成果已于2015年发表在国际鱼类学的主流期刊《Transactions of the American Fisheries Society》。

(3) 生物入侵的风险预测

运用物种分布模型预测了我国已在野外建立种群(当前入侵种),以及未来可能出现(潜在入侵种)的115种外来鱼类的入侵风险的地理格局。研究发现,外来淡水鱼类的引种风险在东部地区最高,定居风险都在东南和西北地区最高。未来的气候变化会导致83种鱼类的栖息地适合度的增加。引种和定居风险叠加后的入侵风险在中国东南地区最高,在西藏高原最低。研究成果于2019年发表在国际生物地理学的顶级期刊《Ecography》。

把全球不同大陆间的生物入侵作为自然实验,以入侵种为研究对象,首次定量地分析了物种分布模型的空间转移度,探讨了转移度与物种特征以和模型参数的关系。研究发现,物种分布模型具有有限的空间转移度。但是,如果入侵种是陆生恒温动物,原产于或者引种到南半球,或者引种历史较短,那么其模型转移度则较高。此外,转移度与用于模型校准以及评估的分布数据点的数量呈正相关,但与变量的数目呈负相关,表明在应用以及评估物种分布模型时,需要考虑入侵种的特征,所栖息的环境以及模型的参数。研究成果于2020年发表在国际生态学的顶级期刊《Ecology Letters》。

       为探讨生态位变动对物种分布模型转移度的影响,整合了50个研究中217个入侵种的研究发现。结果表明,在两地占据相似环境的物种会有较高的模型转移度。但当物种在入侵地有较广适宜环境未被占据时,模型的转移度则较低。此外,用于构建模型的物种分布数据的数量对转移度的影响更大。关研究成果于2022年发表在国际生态学的顶级期刊《Ecology》。