生物入侵深刻改变了全球淡水生态系统的结构与功能，但关于本地物种与非本地物种在群落构建机制上的差异仍存在显著的理论争议。尽管生态位理论认为环境过滤是决定物种分布的主导力量，但非本地物种通常具备的宽生态位与广布特征可能使其脱离这一规则的限制。近期，中国科学院水生生物研究所水生命大数据与人工智能中心研究团队通过大尺度宏生态学视角，探究环境过滤与生物相互作用在驱动入侵背景下群落的组装过程中的重要性，从而解析群落构建和生物入侵的深层机制。
研究团队整合了欧洲范围内广泛的淡水大型无脊椎动物监测记录，采用联合物种分布模型（joint Species Distribution Models,jSDMs）进行分析。该方法通过引入潜变量，成功将环境协变量与物种间的残差共现纳入同一分析框架，从而量化了非生物环境因素与潜在生物相互作用对物种分布的影响，并进一步结合功能性状与系统发育信息解析了共现模式的深层驱动因子。
图1：模型构建与分析框架
研究揭示了本地与非本地物种的环境生态位存在显著差异，非本地物种环境耐受性更广，且可能通过竞争进一步促进其定殖成功。水文历史塑造的环境特征对本地物种分布影响显著，而筑坝等干扰会通过削弱本地群落间接助长非本地物种入侵。功能性状与系统发育信号共同证实了生态位分化的演化基础，而物种关联分析则揭示了入侵种间同时存在竞争抑制与协同促进的复杂互作网络。这些发现表明，生物入侵的驱动机制是多层次的，需同时关注环境过滤、功能性状分化及生物相互关系的共同作用。
图2：方差分解
图3：残差物种关联矩阵说明了物种之间的成对关系
本研究成果以“Different mechanisms explain decoupled co-occurrence patterns of native and non-native macroinvertebrates”为题，发表于国际生态学期刊Global Change Biology（DOI: 10.1111/gcb.70417），水生所硕士研究生田承宗为第一作者，李中阳和辛未为共同通讯作者，周雄冬副研究员和西班牙莱昂大学Jorge García-Girón教授深度参与了研究。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.70417
