《Journal of Applied Ecology》：Persisting, emerging and contracting: The dynamic nature of non-native hotspots and their implications for management
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非原生物种通过改变生态系统结构与恢复力，对珊瑚礁构成威胁，尤其是在同时承受强烈局地与全球胁迫的孤立热带岛屿上。在夏威夷，本地礁栖群落正面临多种非原生鱼类入侵所带来的累积性影响。
研究人员结合物种分布模型（SDMs）与热点分析，以识别在当前与未来情景下环境条件
非原生物种通过改变生态系统结构与恢复力，对珊瑚礁构成威胁，尤其是在同时承受强烈局地与全球胁迫的孤立热带岛屿上。在夏威夷，本地礁栖群落正面临多种非原生鱼类入侵所带来的累积性影响。
研究人员结合物种分布模型（SDMs）与热点分析，以识别在当前与未来情景下环境条件有利于多种非原生物种共同出现的潜在高风险区域。
尽管各岛屿间预测的非原生物种丰富度相近，但岛内空间格局呈现高度异质性，港口附近及开发岸线周边区域持续表现出较高的共同出现风险。基线热点分析表明，O?ahu 与 Hawai?i Island 聚集了多数高风险区域，其后依次为 Kaua?i 和 Moloka?i。
关键的是，研究识别出跨时间与排放情景的三类热点轨迹：持续型热点，即始终维持高风险状态的区域；涌现型热点，即至世纪中后期逐步形成的区域；收缩型热点，即在未来海洋条件下消失的区域。
这些格局要求采取差异化管理策略：（i）在涌现型热点实施早期发现与快速响应（EDRR），同时纳入生物安全（biosecurity）措施；（ii）当非原生威胁持续存在时，采取涵盖清除、监测与定向宣传的综合策略；（iii）在入侵风险收缩的区域开展生境恢复或修复。
综合与应用。本研究通过将显式热点预测与不同管理阶段相衔接，为非原生物种控制提供了一个前瞻性框架，推动管理从被动清除转向面向未来的规划，以优化管理者通常有限的资源。该预测框架可便捷地推广至其他面临类似生物与环境压力的热带岛屿生态系统。
该文发表于《Journal of Applied Ecology》，聚焦夏威夷主要群岛珊瑚礁生态系统中的非原生鱼类共现风险及其时空变化。研究背景在于，海洋非原生物种入侵已成为全球环境治理的重要议题，其不仅通过捕食、竞争排斥和病原传播改变本地群落结构，还会与过度捕捞、污染、海水升温等压力共同作用，进一步削弱珊瑚礁生态系统恢复力。对夏威夷而言，这一问题尤为突出：一方面，群岛地理隔离促成了较高地方性；另一方面，港口航运、水族贸易与历史性渔业增殖引种又使其成为全球海洋入侵较为显著的地区之一。既有研究虽已广泛利用物种分布模型（SDMs，species distribution models）预测物种适生区与潜在分布，但针对热带海洋地区多种非原生鱼类共同出现热点的识别仍较少，尤其缺乏面向未来气候情景的空间化风险评估。因此，开展此项研究的必要性在于：通过识别当前高风险区域及未来可能新增或消退的热点，为早期发现与快速响应（EDRR，early detection and rapid response）、清除控制和生态修复提供分区分阶段依据。
研究人员围绕夏威夷主要群岛的27种非原生礁鱼开展了系统建模与空间分析，最终得出结论：非原生鱼类高风险热点并非静态分布，而是表现为持续型、涌现型和收缩型三种动态轨迹；港口邻近区与开发岸线始终是最关键的高风险空间；不同热点轨迹对应不同管理策略，因而未来非原生物种治理需要从被动反应式清除，转向以预测为基础的长期规划。这一结论的重要意义在于，研究不仅明确了夏威夷群岛内高风险区域的精细空间异质性，也提出了一个可推广至其他热带岛屿生态系统的预测性管理框架。
在方法上，研究人员首先从美国地质调查局非本地水生物种数据库确定27个目标分类单元，并整合全球生物多样性信息设施（GBIF）与海洋生物多样性信息系统（OBIS）自2000年以来的地理分布记录，经过空间误差清理后建立物种出现数据库。随后采用 Maxent 模型构建27种非原生鱼类的物种分布模型，以 Bio-ORACLE v3 环境数据、港口距离和岸线距离等变量作为预测因子，并在共享社会经济路径 SSP1-2.6 与 SSP3-7.0 两种排放情景下，分别对世纪中期与末期进行投影。最后，将各物种出现概率栅格求和估计非原生物种丰富度，并利用 Getis–Ord Gi* 统计量识别热点。样本来源主要为 GBIF 与 OBIS 公开数据库中的夏威夷分布记录。
在结果方面，论文首先报告了“3.1 Species-specific model performance”的内容。研究显示，27个非原生鱼类物种分布模型的曲线下面积（AUC）均高于0.9，说明模型具有较高判别能力。不同物种的适生性空间格局差异显著：部分物种在近岸至陆架中部具有广泛适生范围，表现出较强环境耐受性和较高扩散潜力；另一些物种则仅局限于生产力较低或较孤立的海域，反映出更窄的生态位。这一部分结果说明，虽然研究对象均为非原生礁鱼，但它们对夏威夷海洋环境的响应并不一致，因此后续热点格局实际是多物种适生性叠加后的综合结果。
在“3.2 Drivers and spatial patterns of non-native fish richness”部分，研究人员分析了决定非原生鱼类分布与丰富度的主要因子。综合27个 Maxent 模型的变量贡献后发现，距岸线距离与距港口距离是影响最大的预测变量，其后依次为海洋生产力、最低盐度、海表温度范围、最高海表温度、平均 pH 与流速。这表明，非原生鱼类共同出现风险与近岸可达性、港口基础设施以及近岸海洋环境条件密切相关。虽然各主要岛屿间预测的总丰富度大体相近，但岛内差异十分明显：Kaua?i 南部、O?ahu 南部以及 Hawai?i 岛沿海均出现较高的局地丰富度值。基线时期（2000–2020）的热点分析共识别出36个高风险区域，其中约70%集中于 O?ahu 与 Hawai?i Island，Moloka?i 次之，Kaua?i 最少。岛内热点多靠近主要港口与其相邻开发海岸线，例如 O?ahu 的 Pu?uloa（Pearl Harbour）以及 Hawai?i Island 的 Waikoloa-Waikui、Kailua Bay and Pier 和 Hilo Bay。该结果表明，非原生鱼类共现风险在多空间尺度上均与港口活动和近岸开发格局相吻合。
在“3.3 Projected shifts in non-native fish hotspots under future projection scenarios”部分，研究进一步揭示了未来热点的动态变化。在 SSP1-2.6 与 SSP3-7.0 两种排放情景下，并结合2050–2060年与2090–2100年两个时间切片，热点的数量与位置均发生变化。温度是变化幅度最大的环境变量，同时 pH 下降、盐度下降、浮游植物总量增加以及流速降低也共同改变了生境适宜性。在高排放情景 SSP3-7.0 下，多数岛屿的热点数量总体增加，但 Hawai?i Island 例外。若干区域在两类情景及不同时间阶段下持续保持高风险，例如 O?ahu 的 Pu?uloa-Barbers Point Harbour、Moloka?i 西端的 Kaluako?i，以及 Hawai?i Island 的 Waikoloa-Waikui 和 Hilo 附近。与此同时，一些新热点在未来逐渐涌现，例如 Kaua?i 的 Līhu?e、Kōloa 和 Po?ipū 周边，以及 O?ahu 的 Kāne?ohe Bay、Kailua Bay 等区域。相对地，某些基线热点在未来不再出现，例如 Hawai?i Island 的 Kailua-Kona Bay 与 Honokōhau Harbour 在 SSP3-7.0 下不再被识别为热点，而 Moloka?i 的 Pākanaka Fishpond 外海热点仅在基线条件下出现。由此，研究将热点轨迹概括为三类：持续型热点、涌现型热点和收缩型热点。
讨论部分首先强调了利用物种分布模型识别非原生入侵热点的价值与局限。文章指出，尽管长期环境变化仍是珊瑚礁的主要威胁，但非原生物种引入构成了额外且常被低估的风险，尤其是在高地方性和人类干扰叠加的岛屿地区。基于热点的风险制图有助于将监测和管理资源优先投放于最需要的地点，提高早期发现与快速响应的效率。然而，模型结果依赖公开分布记录的完整性与质量，对于新近引入、稀有、隐蔽或数字化不足的物种，模型可能低估风险；同时，Maxent 主要刻画环境适宜性，尚不能显式表示扩散路径、微生境结构、生物相互作用和生活史特征等影响真实扩张与定殖的过程。因此，论文提醒应将热点预测解释为相对风险面，而非确定性预报。
随后，文章围绕持续型热点提出管理建议。由于港口与近岸可达梯度是最稳定的风险指示因子，因此港口邻近区将持续构成重点防控区域。对于这些持续高风险热点，研究主张采用清除、长期监测和定向公众沟通相结合的综合策略。论文指出，夏威夷具有深厚的渔业文化基础，社区参与式捕捞活动可在一定程度上降低局地非原生种丰度；若条件适宜，还可探索非原生渔获利用途径，以增强持续治理动力。同时，公共宣传、社区科学报告与跨机构协调监测能够提升发现率并支持长期干预。
对于涌现型与收缩型热点，文章强调需要差异化应对。未来新出现的热点，尤其是人口密集近岸区与港口周边，应强化 EDRR 体系，并纳入压载水处理、船体污损治理等生物安全措施，同时依托标准化报告系统和社区科学提高新入侵事件的发现能力。相反，对未来适宜性下降、热点收缩的区域，研究认为可将其视为生态恢复契机，通过减少局地胁迫、改善栖息地质量以提升本地群落恢复力。文章在讨论中还特别提出，应重视 Indigenous knowledge（原住民知识）在非原生物种管理中的价值，将本土语言、地方关系和责任伦理与西方科学工具并置，从而形成更具文化基础和社会包容性的治理路径。
研究结论部分可译为：随着海洋生态系统逐渐偏离历史环境基线，并同时承受不断加剧的局地人类压力，非原生物种管理的挑战愈发紧迫。研究结果揭示，港口附近和开发区域周边存在持续性热点，证实这些地点是主要引入核心，并且在未来条件下很可能继续维持高风险状态。通过整合物种分布模型（SDMs）与热点分析，研究构建了一个可扩展、具空间显式性的早期发现与快速响应（EDRR）框架，用于在涌现型热点中优先部署预防、早期监测和快速干预，并在持续型热点中实施持续性策略，包括清除、修复和长期规划。有效管理还需要超越生态建模本身，纳入社会参与和文化基础。将地方性的原住民知识与西方科学相结合，可促进面向社区、具有长期成效的夏威夷非原生物种管理。
