入侵物种对即将到来的生态系统变化不屑一顾

预测生态系统的变化通常充其量只是一个有根据的猜测，但如果有一种方法可以更好地调整可能发生的变化呢？

由生物科学博士候选人格蕾丝·奥马利（Grace O’Malley）和植物与环境科学博士生加布里埃尔·里帕（Gabrielle Ripa）领导的研究小组发现，非本地入侵植物的无声生长会影响生态系统的声景。这些改变的声景，即景观在空间和时间上的声学模式，可能为更好地观察生态系统中发生的难以看到的物理和生物变化提供一把钥匙。

这种新颖的研究方法于本月发表在《美国生态学会》杂志上，以邀请其他研究人员。研究声景并不是什么新鲜事，但着眼于整个生态系统的声景而不是专注于栖息地内的单个物种的想法是新的，并且正在增长。

“这是一种新的思维方式，从整个生态系统的角度来思考，而不是这种青蛙物种或鸟类，”O’Malley说，他和Ripa是入侵物种合作组织的附属研究生。“从所有分类学层面考虑它。”

在大约66个地区，其中许多距离弗吉尼亚理工大学布莱克斯堡校区不到20分钟车程，研究人员设置了设备，每小时记录5到15分钟。然后，他们将来自非本地植物物种入侵的位置的声音与恢复到其原始状态的位置进行了比较。

“我们将这些小型录音机与专门用于记录野生动物声学的SD卡一起使用，”Ripa说。“我没有为我们收集多少数据做好准备。这太疯狂了。

“我很惊讶我们能够在如此短的时间内观察到两个栖息地之间的差异，”奥马利说，他指的是试点研究的早期两周时间。“入侵植物实际上可能正在改变声景。

记录地点包括杰斐逊国家森林、潘达帕斯池塘和布莱克斯堡镇的几个公园，因为该镇的恢复工作是为了清除许多入侵植物物种。为这项研究收集的数据也有助于包括生态系统在内的各种其他类型的研究。

“布莱克斯堡镇一直在秋季橄榄去除方面做了很多工作，这是我们的重点物种之一，”奥马利说。

在确定了当前知识和方法的差距后，该团队建议进一步研究入侵植物物种可能改变生态系统声景的几种机制，以及这些不需要的声学中断器可能对整个系统产生的影响。

“这是对其他科学家的呼吁，我们认为这可能会发生，”Ripa说。“我们提供了一些建议，我们认为可能是入侵植物可能影响声景的原因，以及我们应该研究的一些潜在机制。

源于入侵植物生态学教授雅各布·巴尼（Jacob Barney）提出的异想天开的想法，入侵物种声景概念现已发展成为一种潜在且可行的研究途径。

Barney 与研究牛蛙并在研究中使用声学的生物科学副教授 Meryl Mims 合作，研究声学对入侵植物的可能作用。这导致了创意、艺术和技术研究所的试点研究资助，并与该研究所的艺术家和多媒体设计师 David Franushich 合作。

“这个项目令人兴奋、鼓舞人心，最重要的是，很有趣。声音是我们和其他生物体体验和理解周围环境不可或缺的一部分。对声景的研究——以及我们如何通过引入入侵物种来改变它——是人们联系的东西，“Mims说。“正式的研究很重要，但通过我们的科学与艺术合作，有机会将研究和想法扩展到更广泛的受众，这是非常有益的。”

该团队于 2023 年获得了全球变化中心的第二笔资助，以帮助扩大研究，该研究仍在进行中。在该领域缺乏学术研究的背景下，初步结果具有重要意义，促使研究人员与其他科学家联系，以考虑整个生态系统的声学途径。

“在这种类型的系统中，没有人问过这种类型的问题。这是一个全新的领域，并没有真正被研究，“里帕说。

入侵植物确实会改变生态系统，这项新研究表明，只要我们倾听，就有可能获得更好的洞察力。

参与这项研究的研究人员包括：

• 雅各布·巴尼（Jacob N. Barney），农业与生命科学学院植物与环境科学学院教授，入侵物种合作组织主任，全球变化中心和弗拉林生命科学研究所的教职员工
• 约瑟夫·德雷克（Joseph Drake），理学院生物科学系博士后研究员，入侵物种合作组织指导委员会成员，隶属于全球变化中心和弗拉林生命科学研究所
• David Franusich，创意、艺术和技术研究所的艺术家和多媒体设计师
• Meryl C. Mims，理学院生物科学副教授，入侵物种合作组织指导委员会成员，全球变化中心和弗拉林生命科学研究所的教职员工
• 格蕾丝·奥马利（Grace O’Malley）博士理学院生物科学候选人，隶属于全球变化中心和弗拉林生命科学研究所
• Gabrielle N. Ripa，博士农业与生命科学学院植物与环境科学学院学生，隶属于全球变化中心和弗拉林生命科学研究所