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关键物种维系着生态系统中复杂的关系网络。
例如海星、白杨树、灰狼和珊瑚。
随着生物多样性丧失和生态系统崩溃被认为是未来十年全球第三大威胁——这是世界经济论坛《2024年全球风险报告》的判断——保护关键物种比以往任何时候都更加重要。
如果从生态系统中移除顶级捕食者，会发生什么？它捕食的种群不再受到制约，数量便会激增，给食物链中下一个生物带来巨大压力。之后便会如此一路发展下去。对吗？
事实上，情况要复杂得多。20世纪60年代首次提出关键物种概念的科学家罗伯特·佩因就发现了这一点。
有些生物有助于维持复杂生态系统的平衡与多样性；失去它们，受到影响的不只是食物链上的下一个物种——整个生态系统都会面目全非。
什么是关键物种？
简而言之，关键物种在其所属生态系统中发挥着关键作用，使其他物种得以生存。没有它们，生态系统将大不相同，甚至可能不复存在。
例如，佩因在美国西北太平洋地区一段岩石海岸进行实验，移除了顶级捕食者海星。
几个月内，一种藤壶、接着另一种藤壶，随后还有贻贝，都成为优势物种。这些不断繁衍的物种接连大量增殖，耗尽了主要食物来源——藻类，导致帽贝和其他物种因缺乏猎物和空间而迁离该区域。总体而言，生物多样性急剧下降，物种数量从15种减至8种。
在一篇具有开创性的1966年研究论文中，佩因将海星界定为关键物种，以此解释发生的变化。关键物种会影响食物网较低层级，防止物种独占包括空间和食物在内的资源。
关键物种的例子
关键物种可以是动物、植物或微生物。珊瑚对于形成多样化的珊瑚礁生态系统至关重要。在植物界，关键物种包括红树林，它们能保护海岸线免遭侵蚀，并为小鱼和其他生物提供庇护性栖息地。
其他关键物种还包括海獭。海獭捕食海胆，而海胆则以海藻为食。没有海獭控制海胆过度繁殖，能够维持多种其他物种生存的海藻林就会严重衰退。
灰狼曾在美国本土连续各州的广大地区几乎绝迹，导致麋鹿数量激增。在黄石国家公园，麋鹿和鹿过度啃食树木、草类、芦苇等植物，对依赖植物生存的动物造成巨大压力，包括鱼类、海狸和鸟类。狼还会间接为鹰、郊狼和熊提供食物，这些动物会捡食遗留的尸体。
20世纪90年代的一项成功再引入行动使狼的数量增加，如今它们受到《濒危物种法》的保护。
“生态系统工程师”
除了捕食者，还有其他关键物种负责维持或创造独特的栖息地。这些“生态系统工程师”包括会清除河岸枯树的海狸，它们还会筑坝引水，从而形成湿地栖息地。
大象也是一个例子。它们踩踏森林和茂密草原，促进较小物种生长。它们还会长途迁徙，通过粪便传播种子，从而促进植被生长。一些研究表明，大象传播种子的距离最远可达65公里，这有助于维持许多树种的遗传多样性，并防止局部近亲繁殖。
不同地区的关键物种
关键物种遍布种类繁多的地区和生态系统。
在海洋，鲨鱼不仅位于食物链顶端，还会作为关键捕食者，通过捕食习性控制其他种群的数量。
在美国，莫哈维沙漠龟是生态系统的重要组成部分，它的洞穴为走鹃和穴居猫头鹰等其他物种提供庇护。与此同时，巨人柱仙人掌为哺乳动物、鸟类和昆虫提供食物，也为鹰和啄木鸟提供重要的筑巢地点。
北方针叶林或泰加林是许多关键物种的家园，包括野生红树莓、雪鞋兔和白杨树；无论生死，它们都“显著提升森林景观中的物种多样性”。
另一种重要的关键植物是无花果树。在热带雨林中，无花果树“全年为1,200多种鸟类、蝙蝠和其他物种提供食物”。而西部低地大猩猩原产于刚果盆地，食用大量根、叶和果实，最终塑造了整个植物群落，维护着“地球之肺”，并传播种子。
防止生态系统崩溃
关键物种这一概念有助于生态学家解释维系任何特定生态系统的精妙而复杂的相互作用网络。
这一概念也有助于自然保护工作者倡导减轻人类活动的影响，从而保护物种及其维系的复杂生态系统。根据世界经济论坛的《2024年全球风险报告》，生物多样性丧失和生态系统崩溃被认为是未来十年全球第三大威胁；因此，保护关键物种比以往任何时候都更加重要。,
