综述：欧洲主要入侵性外来淡水植物的文献批判性评述——特别关注其对被入侵生态系统的影响

《Nature Conservation》：?Critical review of the literature on key invasive alien freshwater plants in Europe with special focus on their impact on the invaded ecosystems

　　本综述系统评述了欧洲19种主要入侵性外来水生植物（IAAPs）的研究现状，重点分析了其对淡水生态系统的环境及社会经济影响。文章揭示了当前研究存在明显的不均衡性，部分列入欧盟关注清单（IAS of Union concern）的物种研究反而不足，呼吁加强实地研究并为欧盟清单更新提供科学依据。

　　

?引言

淡水生态系统仅占地球表面的0.8%，却承载着极高的生物多样性并提供重要的生态系统服务。然而，这些生态系统因其动态性和脆弱性，极易受到人类活动干扰，从而变得高度易感于生物入侵。入侵性外来水生植物（IAAPs）通过人类活动引入后，与本地物种竞争，降低局部生物多样性，并改变水生生态系统的结构与功能。

在欧洲，淡水生态系统是受外来植物入侵最严重的水域之一，导致了严重的生态和社会经济后果。这些植物入侵通常与高生物量生产相关，从而对 invaded 生态系统产生多种环境影响，例如改变水化学和物理特性、影响本地动植物群落的组成和生物多样性，以及改变食物网结构。此外，这些入侵还会阻碍航行、水产养殖和娱乐活动，并对人类健康产生负面影响。

?方法

文献检索聚焦于列入欧洲联盟关注外来入侵物种清单（IAS of Union concern）的IAAPs，以及一些虽未列入该清单但在欧洲淡水生态系统中广泛分布的外来水生植物。共选择了19种IAAPs进行研究，包括Alternanthera philoxeroides、Azolla filiculoides等。

文献检索使用Web of Science（WOS）在线数据库进行，检索关键词包括每种物种的学名（包括所有同义词）和英文俗名，以及“alien*”、“allochthonous”等相关术语。收集的文献根据主要主题（macrotopic）进行分组，共识别出10个主要主题，包括“影响”（impact）、“管理”（management）、“分布”（distribution）等。

?结果

?文献计量分析

基于对19种IAAPs的文献分析，共收集到1918篇截至2023年11月发表在国际同行评审期刊上并被WOS收录的科学文献。分析发现，生态学和管理研究是最常被探讨的主题，分别占文献的27.1%和20.7%。其次是关于分布（11.5%）、用途（11.2%）和这些外来物种影响（10.5%）的研究。

对关于影响的文献进行深入分析表明，77%的研究具有全球分布范围，而剩下的24%专门针对在欧洲国家进行的研究。在全球关于影响的文献中，81.2%关注环境影响，其余18.8%关注社会经济影响。在环境影响研究中，70.5%记录了对 invaded 水生生态系统的生物组成部分（如微藻、大型植物、大型无脊椎动物、水鸟）的影响，而29.5%揭示了其对非生物组成部分的影响，如物理和化学因素（如温度、光照、pH、溶解氧、养分）。

随着时间的推移，关于所选IAAPs影响的科学产出呈现出显著上升趋势。从分析的最早时间区间（1984-1991年）到最近（2016-2023年），全球文献数量呈指数级增长，其中最高比例的文献（63.4%，123篇）记录在最近一个时期。

?各IAAPs的文献分析

在收集的1918篇科学文献中，约64%集中在19种所选IAAPs中的4种上。具体而言，P. crassipes（22.9%，440篇）、A. philoxeroides（16.3%，312篇）、E. densa（14.1%，270篇）和H. verticillata（10.5%，201篇）被证明是全球研究最多的IAAPs。相比之下，C. caroliniana（2%，38篇）、L. peploides（1.8%，34篇）等是研究最少的。

将每种考虑的IAAPs入侵的欧洲国家数量（物种在欧洲的扩散指数）与全球关于其影响的研究总数相关联，发现两个变量之间没有相关性（r = -0.15, p > 0.05，皮尔逊相关系数），因为在欧洲最广泛分布的物种并不总是那些影响被研究最多的物种。

比较关于列入联盟清单的IAAPs的影响和管理的欧洲研究数量与其被列入该清单的年份，发现在大多数物种中，列入清单后关于影响的研究数量增加甚微（最小列清单效应）。在某些情况下，列入清单后记录的研究数量甚至更少，或者甚至完全没有文献专门研究。

?讨论

?文献批判性分析

关于欧洲主要IAAPs的文献研究表明，全球对这些物种的科学知识获取是不平等的。研究仅集中在某些物种（如P. crassipes、A. philoxeroides）上，而对其他物种（如G. spilanthoides、H. ranunculoides）的了解非常稀少和零碎。这种知识不平等是文献中已有记载的现象，可归因于多种因素的组合。

?时间趋势分析

关于所考虑的IAAPs影响的文献数量从1980年到2023年呈指数增长，近年来（2016-2023年）出现了一个特别的高峰。这一趋势与外来物种在其原生范围之外引入数量的增加以及研究人员对这些物种入侵可能对生态系统保护造成的严重影响的认知相一致。

?IAAPs影响机制分析

所研究的IAAPs被发现影响 invaded 水生生态系统的非生物和生物组成部分。对非生物组成部分的影响发生在这些植物改变 invaded 生态系统的物理（物理影响）和化学（化学影响）特性时，从而间接影响本地动植物群落的组成和多样性。

记录的影响机制主要源于与本地植物对光和养分的种间竞争，通常导致入侵物种相对于本地物种的优势。另一种记录的影响机制与某些IAAPs表现出的植物毒性有关，这些植物能够产生和释放化感物质，抑制本地水生植物的种子萌发和/或生长。杂交是另一种检测到的影响机制，外来物种与本地物种杂交，产生比亲本外来物种更具入侵性的杂交种。

?结论

本研究发现，IAAPs在欧洲的扩散对欧洲生物多样性和淡水生态系统的保护构成了重大威胁。尽管人们日益认识到这些物种对 invaded 生境的负面影响严重性，但专注于其环境影响及其竞争力和入侵性所依托的生态特征的研究仍然仅限于少数入侵外来物种。

在此背景下，本次调查强调了IAAPs（列入和未列入联盟清单的物种）之间受到的不同对待以及在其影响和管理知识方面存在的不平等。特别是，有些物种在欧洲或全球层面都几乎没有得到研究。因此，显然有必要填补这一知识空白，并制定能够遏制这些外来植物在欧洲入侵的管理实践。

增加实地研究，并可能辅以实验室测试，对于提供关于这些物种影响的可靠数据变得至关重要。这种基于真实数据而非模拟或潜在影响的方法，将有助于更有效地管理所考虑的IAAPs，并提高环境保护政策的稳健性。在这方面，希望目前未列入清单但被发现具有影响且在欧洲广泛分布的物种（例如E. densa、H. verticillata、L. minuta、E. canadensis、L. hexapetala）能尽快被列入联盟关注IAS清单。这将支持在欧洲层面采取一致的管理实践，这是保护本地群落完整性并确保欧洲淡水生态系统的适当可持续性和功能的关键要求。