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动物所刘宣团队Curr Biol:从互联网生态学视角为我国外来两栖爬行动物入侵预警提供新思路 | Cell Press论文速递

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2024-09-05

生命科学

Life science

近日,Cell Press细胞出版社旗下期刊Current Biology上发表了以“Social media unveils the hidden but high magnitude of human-mediated biological invasions in China”为题的研究论文。本工作利用互联网生态学方法,将大数据处理、生态模型预测和野外工作验证相结合,揭示了个人随机动物释放可能造成的生物入侵风险的分布格局和管控热点区域,同时表明社交媒体平台可为外来动物的入侵监测预警提供新的思路和有益路径。

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外来入侵物种严重影响全球生物多样性和经济可持续发展,揭示外来入侵物种的时空传播模式是发展科学管控策略的关键。外来物种入侵过程与人类活动密切相关,其中人类主导的动物释放是外来动物进入野外的主要途径之一。然而,除有相对固定时间和地点的组织祈福性放生活动外,大部分动物释放如宠物弃养属于随机性很强的个人行为,很难通过传统方法进行监控预警。我国政府长期致力于不断加强动物释放的相关法律法规建设和管理办法制定,及时探寻外来入侵动物释放事件的时空发生规律对降低入侵风险和生态危害至关重要。


近年来,基于社交媒体大数据的互联网生态学(或网络生态学,iEcology)已成为了解物种时空分布、回答诸多保护生物学和生物地理学问题的新兴研究方向,被广泛应用于包括生物入侵在内的众多学科领域,但至今尚缺少应用互联网生态学方法探讨大尺度外来物种释放事件发生规律的研究。在当今人们习惯用短视频记录经历和生活的时代,社交媒体平台记录了大量人们释放动物的短视频资料,这为探索与人类释放相关的外来物种神秘的入侵过程提供了难得的机遇。


为此,中国科学院动物研究所刘宣研究员团队与抖音集团企业社会责任部抖音自然项目密切合作,解译提取了抖音2017年以来40余万条匿名化处理后的动物释放相关视频资料,并以美洲牛蛙和红耳彩龟(俗称巴西龟)两种已广泛引入我国且形态特征易于识别的全球性入侵两栖爬行动物为研究对象,探究了这两种外来入侵物种在我国的空间释放格局、释放事件特征以及释放地的建群适生性。


研究人员筛选了与两个物种相关的共计3万4千多条释放视频后,通过利用总体基准数据对视频报道偏差进行校正,发现释放事件的发生在我国具有显著的区域聚集性,主要集中在长江流域和东南沿海区域(图1A-B),其中60%以上的释放事件发生在适于两个物种建群的永久性静水或者流速较慢的流水栖息地(图1C);为验证视频结果可靠性,研究团队收集了两个物种原产地和全球入侵区的种群分布信息,并结合气候和栖息地变量构建了生态位模型,进而通过零模型检验发现释放地比随机选择的非释放地具有更适于两个物种建群的栖息地适生性(图2);进一步选择释放地周边没有养殖场或大型寺庙的代表性美洲牛蛙释放地,通过野外样线调查也发现了具有不同生活史阶段繁殖体的野生种群,这些结果都表明外来动物一旦被释放将具有较高的野外建群风险。


研究人员还发现,释放者普遍缺少相关外来入侵物种的生态学知识,表现在能体现出释放者知晓“红耳彩龟(巴西龟)和美洲牛蛙是具有生态危害的入侵物种”的视频占比很少(图1D)。在研究结果基础上,研究团队建议:管理部门可利用社交媒体大数据平台获取有效信息,及时对外来物种释放事件的热点区域和时段进行监管;同时完善建立官方社交账号,制作面向公众的科普短视频,加强外来入侵物种危害及国家相关法律法规的宣传;将动物分类学知识和人工智能技术纳入到社媒软件之中,及时对释放物种进行准确鉴定,为科学引导和动物释放监管提供全方位科技支撑。

图1矫正视频报道偏差后美洲牛蛙和红耳彩龟释放事件的空间分布及释放事件特征

图2 美洲牛蛙和红耳彩龟在释放地建群的栖息地适生性

综上,本工作利用互联网生态学方法,将大数据处理、生态模型预测和野外工作验证相结合,揭示了个人随机动物释放可能造成的生物入侵风险的分布格局和管控热点区域,同时表明社交媒体平台可为外来动物的入侵监测预警提供新的思路和有益路径。这是刘宣研究团队在对组织祈福性动物放生的入侵热点研究取得进展后(Du et al., 2024, Frontiers in Ecology and the Environment),对个人随机动物释放相关生物入侵风险研究的另一姊妹篇工作。相关研究近日发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊Current Biology。中国科学院动物研究所博士后闫卓、大学生科创计划北京林业大学本科生胡姝涵和中国科学院动物研究所助理研究员杜元宝为论文共同第一作者,刘宣研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、第三次新疆综合科学考察等项目支持。


作者介绍





刘宣 

研究员

刘宣,中国科学院动物研究所研究员/博士生导师,动物入侵生态学研究组组长。长期从事动物入侵生态学研究,相关工作以通讯作者发表在Nature Ecology & Evolution, Nature Communications, Current Biology, Frontiers in Ecology and the Environment, Global Change Biology等学术期刊。现任中国动物学会两栖爬行动物学分会常务理事、中国动物学会生物地理学分会副秘书长、中国生态学会生物入侵生态专业委员会委员,国际动物学会青年工作组组长、生物入侵工作组委员。2020年入选国家级青年人才计划。研究团队长期欢迎博士后工作人员,有意者请联系(liuxuan@ioz.ac.cn)。





闫卓 

博士后

闫卓,中国科学院动物研究所动物入侵生态学研究组博士后。以外来脊椎动物为主要研究对象,开展外来入侵物种传播模式和风险预警研究。参与国家自然基金面上项目、国家重点研发计划青年科学家项目等多项研究课题。

相关论文信息

相关论文刊载于Cell Press细胞出版社

旗下期刊Current Biology上,

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论文标题:

Social media unveils the hidden but high magnitude of human-mediated biological invasions in China

论文网址:

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(23)01662-7

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.12.007

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