关键物种在生态系统中的作用
关键物种有助于定义整个生态系统。如果没有关键物种，生态系统将截然不同或完全不复存在。
赭色海星
关键物种是一种有助于定义整个生态系统的有机体。通过控制贻贝和藤壶的数量，这颗海星有助于确保海藻和以它们为食的群落——海胆、海蜗牛、帽贝和双壳贝类——的健康种群。像这样的Pisaster ochraceus海星是第一批被确定为关键物种的动物。
国家地理杂志 PAUL NICKLEN 摄
关键物种是帮助定义整个生态系统的有机体。如果没有它的基石物种，生态系统将截然不同或完全不复存在。
关键物种具有低功能冗余。这意味着，如果该物种从生态系统中消失，则没有其他物种能够填补其生态位。生态系统将被迫彻底改变，允许新的和可能入侵的物种进入栖息地。
任何生物，从植物到真菌，都可能是关键物种；它们并不总是生态系统中最大或最丰富的物种。然而，几乎所有关键物种的例子都是对食物网产生巨大影响的动物。这些动物影响食物网的方式因栖息地而异。
肉食动物、草食动物和互惠动物
掠食者
关键物种通常但不总是捕食者。只需少数捕食者就可以控制大量猎物物种的分布和种群。
关键物种的整个概念是建立在围绕海洋捕食者对其环境影响的研究之上的。美国动物学 教授罗伯特·潘恩（Robert T. Paine）的研究表明，从美国华盛顿州塔图什岛的潮汐平原上移除一个物种——赭色海星，对生态系统产生了巨大影响。Pisaster ochraceus，俗称紫海星，是塔图什岛上贻贝和藤壶的主要捕食者。随着海星的消失，贻贝占据了该地区并排挤了其他物种，包括底栖 藻类这支持了海蜗牛、帽贝和双壳类动物的群落。由于缺乏关键物种，潮汐平原的生物多样性在一年内减少了一半。
另一个作为关键物种的捕食者的例子是大黄石生态系统中灰狼的存在。大黄石生态系统 (GYE) 是一个巨大而多样的温带生态系统，横跨美国蒙大拿州、怀俄明州和爱达荷州的边界。GYE 包括活跃的地热盆地、山脉、森林、草地和淡水栖息地。
黄石公园的灰狼
大黄石生态系统中的麋鹿、野牛、兔子和鸟类至少部分受到狼的控制。这些猎物的觅食行为，以及它们选择在哪里筑巢和挖洞，很大程度上是对狼活动的反应。食腐动物，如秃鹰，也受狼活动的控制。
当美国政府在 19 世纪后期为黄石国家公园指定土地时，数百只狼在 GYE 漫游，主要捕食大量的麋鹿和野牛群。由于担心狼群对这些畜群以及当地牲畜的影响，地方、州和联邦一级的政府努力从 GYE中消灭狼群。1924 年，黄石公园最后剩下的狼崽被杀死。
这开始了大黄石生态系统自上而下的营养级联。营养级联描述了由于捕食者的添加或移除而导致的生态系统变化。自上而下的营养级联描述了由于生态系统顶级捕食者的移除而导致的变化。（自下而上的营养级联描述了由于删除生产者或主要消费者而导致的变化。）
大家都围绕着灰狼
和芦苇等植物没有时间或空间来生长。过度放牧影响了其他物种的种群，例如鱼、海狸和鸣禽。这些动物依靠植物及其产品——根、花、木头、种子——生存。
大黄石生态系统的自然地理也受到狼的消失和随后的麋鹿过度放牧的影响。由于湿地植物未能锚定有价值的土壤和沉积物，河岸遭到侵蚀。由于树木和灌木未能提供遮荫区域，湖泊和河流温度升高。
从 1990 年代开始，美国政府开始将狼重新引入大黄石生态系统。结果值得注意。麋鹿的数量减少了，柳树的高度增加了，海狸和鸣禽的数量已经恢复。
草食动物
草食动物也可以是关键物种。他们对植物的消耗有助于控制生态系统的物理和生物方面。
在坦桑尼亚的塞伦盖蒂平原等非洲大草原上，大象是重要的物种。大象吃生长在稀树草原上的灌木和小树，如金合欢。即使一棵金合欢树长到一米或更高的高度，大象也能将它撞倒并连根拔起。这种摄食行为使稀树草原成为草原，而不是森林或林地。
坦桑尼亚的大象
用大象来控制树木的数量，草会茁壮成长并维持食草动物，如羚羊、角马和斑马。较小的动物，如老鼠和鼩鼱，能够在热带草原温暖干燥的土壤中挖洞。狮子和鬣狗等捕食者依靠稀树草原捕食。
关键互助者（Keystone Mutualists）
关键互助者是两个或多个参与互利互动的物种。一个物种的变化会影响另一个物种，并改变整个生态系统。关键互助者通常是传粉者，例如蜜蜂。传粉者通常在广泛的生态系统中维持基因流动和传播。
在巴塔哥尼亚（南美洲南端）的木质草原上，一种蜂鸟和本土植物共同发挥着互惠互利的作用。当地的树木、灌木和开花植物已经进化为只能由Sephanoides sephanoides授粉，这是一种被称为绿背火冠的蜂鸟。绿色支持的火冠为当地 20% 的植物物种授粉。反过来，这些植物提供了构成蜂鸟大部分饮食的含糖花蜜。
如果没有绿背火冠，现有巴塔哥尼亚栖息地的小部分将坍塌，因为它们的功能冗余几乎为零——没有其他传粉者适应为这些植物授粉。
其他对生态系统至关重要的生物除了关键物种之外，还有其他类别的生物对其生态系统的生存至关重要。
庇护种（Umbrella Species）
庇护种通常与关键种混为一谈。这两个术语都描述了许多其他物种所依赖的单一物种。庇护物种和关键物种之间的主要区别在于庇护物种的价值与其地理物种范围有关。
庇护物种有大量的栖息地需求，并且该栖息地的需求影响生活在那里的许多其他物种。大多数保护物种都是迁徙的，它们的范围可能包括不同的栖息地类型。
庇护物种的识别可能是保护的一个重要方面。庇护物种的最小物种范围通常是确定保护区大小的基础。
东北虎是一种濒临灭绝的物种，是俄罗斯远东地区范围超过1000公里（620英里）的伞形物种，其领土延伸到中国和朝鲜。物种范围包括温带和北方（亚北极）生物群落中森林茂密的生态系统。鹿、野猪和驼鹿的种群在东北虎的白雪皑皑的“保护伞”之下。
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基础物种（Foundation Species）
基础物种在创造或维持栖息地方面发挥着重要作用。
珊瑚是南太平洋许多岛屿的基础物种的一个重要例子。这些微小的动物成长为成千上万甚至数百万个体息肉的群体。这些珊瑚虫的岩石外骨骼在岛屿周围形成了巨大的结构：珊瑚礁。
珊瑚礁是地球上最具活力和生物多样性的生态系统之一。微型浮游生物，以及甲壳类动物、软体动物、海绵、鱼类、海洋爬行动物和哺乳动物，都是健康珊瑚礁生态系统的一部分。
珊瑚礁生态系统也有助于一个地区的人文地理。在海浪和洋流的冲击下，珊瑚外骨骼会经历生物侵蚀。这些被侵蚀的珊瑚碎片（以及有孔虫、软体动物和甲壳类动物等生物的骨碎片）形成了一种称为珊瑚沙的软沙。珊瑚沙滩是世界上最受欢迎的旅游目的地之一。
生态系统工程师
像基础物种一样，生态系统工程师为其栖息地的自然地理做出了贡献。生态系统工程师修改、创建和维护栖息地。
生态系统工程师通过他们自己的生物学或通过物理改变环境中的生物和非生物因素来改变他们的栖息地。
自体工程师通过改变他们自己的生物学来改变他们的环境。珊瑚和树木是自生工程师。随着它们的生长，它们是环境中的一个活生生的部分，为其他生物提供食物和庇护所。（珊瑚死后留下的坚硬外骨骼继续定义和修改生态系统。）
同种异体工程师将他们的环境从一种状态物理改变到另一种状态。海狸是同种异体工程师的典型例子。海狸通过使老树变稀疏并允许幼树生长来帮助维持林地生态系统。将这些树木转化为水坝的木材从根本上改变了林地草地和溪流，将它们变成了湿地栖息地。
入侵物种通常是生态系统工程师。由于缺乏天敌或非生物因素来限制它们，这些引入的物种以抑制本地生态系统生长的 方式改变了现有环境。
葛根，即所谓的“吃南方的藤蔓”，是一种入侵植物，改变了美国东南部的环境。葛根经常在空间和营养方面胜过本地物种。由于它排挤了本地物种，葛限制了栖息在一个地区的传粉媒介、昆虫和鸟类。
指示物种（Indicator Species）
指示物种描述了对其生态系统中的环境变化非常敏感的生物体。指示物种几乎立即受到生态系统变化的影响，并且可以发出栖息地正在遭受苦难的早期预警。
与水污染、空气污染或气候变化等外部影响相关的变化首先出现在指示物种中。出于这个原因，指示物种有时被称为“哨兵物种”。
在切萨皮克湾的“国家河口” ，牡蛎是一种指示物种。牡蛎和其他双壳类动物是滤食性动物，这意味着它们在过滤水时过滤食物颗粒。牡蛎过滤通过自然或人为来源进入海湾的营养物质、沉积物和污染物。牡蛎床有助于保护渔业、沿海栖息地，甚至底栖生态系统。因此，切萨皮克牡蛎种群的健康状况被用来表示整个生态系统的健康状况。
旗舰物种（Flagship Species）
旗舰物种是环境栖息地、运动、运动或问题的象征。它们可以成为整个生态系统的吉祥物。
旗舰物种的识别在很大程度上取决于物种的社会、文化和经济价值。它们通常是“魅力四射的巨型动物”——因其外表或文化意义而广受欢迎的大型动物。旗舰物种可能是也可能不是关键或指示物种。
旗舰物种有时可以是关于保护的一般观念的象征，而不是特定生态系统的代表。但是，特定问题通常与特定动物有关。结束北极海豹捕猎的运动在幼年竖琴海豹中发现了它的旗舰物种。北极熊是与气候变化相关的无可争议的旗舰物种。
大熊猫也许是最熟悉的旗舰物种。熊猫是全球濒危物种的象征，也是圈养繁殖的价值所在。
赭色海星（Pisaster ochraceus）是关键物种的基石。
国家地理杂志 Paul Nicklen 摄
Keystone Paine
动物学家罗伯特·T·潘恩（Robert T. Paine）创造了“关键物种”这个词，他的工作方式非正统。潘恩不只是观察Pisaster ochraceus海星的栖息地，而是通过实际改变栖息地来进行实验。Paine 和他来自华盛顿大学的学生们花了 25 年时间从华盛顿塔图什岛海岸的潮汐区移除海星，以了解它们消失后发生了什么。他是该领域最早以这种方式在自然界进行实验的科学家之一。
营养载体
关键物种有时可以成为“营养载体”，将营养物质从一个栖息地转移到另一个栖息地。例如，灰熊捕食鲑鱼。他们可以将鲑鱼尸体存放在距离河流和溪流数英里的地方。三文鱼尸体分解并用当地陆地生态系统可能无法获得的养分给土壤施肥。
关键猎物
关键猎物是尽管被捕食但仍能维持健康种群的物种。角马是从狮子到非洲大草原鳄鱼的捕食者的猎物，是关键猎物的一个例子。
关键宿主
为关键物种提供食物和住所的植物和其他生产者有时被称为关键宿主。海带是关键宿主。海带森林为海獭提供了稳定的庇护所，并为它们的猎物（如鱼和海胆）提供了营养丰富的食物。
关键营养者
关键物种通常是捕食者，但并不总是顶级捕食者。相反，他们通常是二级消费者。例如，海星虽然是贻贝和藤壶的贪婪捕食者，但却是海葵和鱼类的猎物。
- 发表于 2022-10-19 19:43
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- 分类：环保
