关键物种:具有关键作用的动物

图中是一种楔石种。
这种肉食性海星海星ochracceus是西北太平洋潮间带的重要物种。 照片©Nancy Sefton / NOAA。

关键物种是指在维持生态群落结构中发挥关键作用的物种,其对群落的影响大于基于其相对丰度或总生物量的预期。如果没有这种关键物种,它所属的生态群落将会发生巨大变化,许多其他物种也会受到负面影响。

在很多情况下,关键物种是捕食者。其原因是,一小部分捕食者能够影响许多猎物物种的分布和数量。捕食者不仅通过减少猎物的数量来影响猎物的数量,还会改变猎物的行为——它们在哪里觅食,何时活动,以及如何选择栖息地,如洞穴和繁殖地。

虽然捕食者是常见的基石物种,但它们并不是生态群落中能够发挥这一作用的唯一成员。食草动物也是关键物种。例如,在塞伦盖蒂平原,大象作为关键物种吃掉了生长在广阔草原上的金合欢树等幼树。这使稀树大草原没有树木,防止它逐渐变成林地。此外,通过管理群落中的主要植被,大象确保了草的茁壮成长。反过来,许多其他动物也受益,如角马、斑马和羚羊。没有草,老鼠和鼩鼱的数量就会减少。

关键物种的概念是由华盛顿大学教授罗伯特·t·潘恩在1969年首次提出的。潘恩研究了生活在华盛顿太平洋沿岸潮间带的一个生物群落。他发现了一种食肉海星海星ochraceous在维持群落中所有其他物种的平衡方面起着关键作用。潘恩观察到,如果海星ochraceous从群落中移除后,群落内的两种贻贝种群不受抑制地增长。没有捕食者来控制它们的数量,贻贝很快就占领了这个群落,排挤了其他物种,极大地减少了该群落的多样性。

当一个关键物种从生态群落中被移除时,会在群落的许多部分产生连锁反应。一些物种的数量增加,而另一些物种的数量减少。群落的植物结构可能因某些物种的取食和放牧的增加或减少而改变。

与拱顶石种相似的是伞种。伞状物种是在某种程度上为许多其他物种提供保护的物种。例如,一个伞形物种可能需要大量的栖息地。如果伞状物种保持健康并受到保护,那么这种保护也会保护许多较小的物种。

关键物种,由于它们对物种多样性和群落结构的巨大影响,已成为保护工作的热门目标。理由是合理的:保护一种关键物种,从而稳定整个群落。但关键物种理论仍然是一个年轻的理论,其基本概念仍在发展中。例如,这个术语最初用于捕食物种(海星ochraceous),但现在“拱顶石”一词已经扩展到包括猎物种类、植物,甚至栖息地资源。