非洲象（Loxodonta africana 和 Loxodonta cyclotis）被稱為草原生態(tài)系統(tǒng)的“工程師”，是因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)一系列強(qiáng)大的物理行為深刻地改造其棲息地的物理環(huán)境，從而創(chuàng)造、塑造和維護(hù)了其他眾多物種賴以生存的棲息地結(jié)構(gòu)和資源。這種“生態(tài)系統(tǒng)工程師”的角色主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
改造植被結(jié)構(gòu)與景觀：
- 推倒/折斷樹(shù)木： 為了獲取高處的枝葉、樹(shù)皮或樹(shù)根，大象經(jīng)常用象牙或身體推倒或折斷樹(shù)木。這種行為：
- 維持草原/稀樹(shù)草原： 抑制了木本植物（樹(shù)木和灌木）的過(guò)度生長(zhǎng)和森林的形成，防止草原退化成茂密的灌木叢或森林。它們維持了開(kāi)闊的草地與散布樹(shù)木的經(jīng)典稀樹(shù)草原景觀，這對(duì)許多食草動(dòng)物（如斑馬、角馬、羚羊）至關(guān)重要。
- 創(chuàng)造林窗/空地： 形成的林窗允許陽(yáng)光到達(dá)地面，促進(jìn)草本植物的生長(zhǎng)，增加了草地的生產(chǎn)力和多樣性，為食草動(dòng)物提供更多食物。
- 提供資源： 倒下的樹(shù)木成為白蟻、昆蟲(chóng)、蜥蜴、小型哺乳動(dòng)物的食物來(lái)源和庇護(hù)所，枯木也為真菌和分解者提供了基質(zhì)。
創(chuàng)造水資源：
- 挖掘水坑： 大象具有非凡的嗅覺(jué)，能感知地下水位。在干旱季節(jié)，它們用象牙、前腳和鼻子在干涸的河床或低洼處挖掘深坑尋找水源。
- 提供生命之水： 這些水坑不僅是大象自己的水源，在旱季更是許多其他動(dòng)物（包括鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳動(dòng)物、爬行動(dòng)物甚至昆蟲(chóng)）的救命水源，極大地提高了干旱時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)的承載能力和生物多樣性。
- 形成微濕地： 水坑有時(shí)能維持較長(zhǎng)時(shí)間，形成小型的臨時(shí)或半永久性濕地，吸引兩棲動(dòng)物和水生昆蟲(chóng)等。
傳播種子：
- 長(zhǎng)距離傳播者： 大象食量大，活動(dòng)范圍極廣（每天可達(dá)數(shù)十公里）。它們吞食大量不同植物的果實(shí)（尤其是大型、肉質(zhì)、被厚殼保護(hù)的果實(shí)），種子經(jīng)過(guò)消化系統(tǒng)后隨糞便排出。
- 打破休眠/促進(jìn)萌發(fā)： 消化過(guò)程有時(shí)能軟化種皮或去除抑制萌發(fā)的物質(zhì)，提高種子的萌發(fā)率。
- 遠(yuǎn)距離擴(kuò)散： 糞便將種子帶到遠(yuǎn)離母樹(shù)的地方，有助于植物種群擴(kuò)散到新的區(qū)域，增加基因交流，并幫助植物在氣候變化或生境破碎化背景下遷移。大象糞便本身也是良好的肥料，為幼苗提供養(yǎng)分。
- 關(guān)鍵物種支持： 許多植物（如猴面包樹(shù)、某些金合歡）高度依賴大象進(jìn)行種子傳播，沒(méi)有大象，這些植物的更新和分布會(huì)受到嚴(yán)重影響。
改善土壤條件：
- 翻動(dòng)土壤： 挖掘水坑、推倒樹(shù)木（根系帶出土壤）、踩踏地面等行為會(huì)翻動(dòng)土壤。
- 促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)： 這些行為有助于將深層養(yǎng)分帶到地表，加速有機(jī)質(zhì)分解（如踩踏植物殘?bào)w），并通過(guò)大量富含養(yǎng)分的糞便將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（尤其是氮）循環(huán)回土壤中，提高土壤肥力。
- 改變微地形： 踩踏和挖掘形成的小坑洼可以在雨后積水，成為微型棲息地。
影響火災(zāi)模式：
- 減少可燃物載量： 大象大量消耗木本植被（樹(shù)葉、樹(shù)枝、樹(shù)皮），減少了可供燃燒的木質(zhì)燃料。
- 改變火災(zāi)強(qiáng)度和蔓延： 通過(guò)降低樹(shù)木密度和創(chuàng)造出更多的開(kāi)闊草地（草地火災(zāi)通常強(qiáng)度較低、蔓延更快），大象可以改變火災(zāi)發(fā)生的頻率、強(qiáng)度和蔓延模式。更開(kāi)闊的景觀可能有利于低強(qiáng)度、高頻次的火，這對(duì)維持草原生態(tài)系統(tǒng)的健康也很重要。
總結(jié)：
非洲象的這些“工程師”行為不是孤立的，它們相互作用，共同塑造了整個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能：
- 增加異質(zhì)性： 它們創(chuàng)造了多樣化的微生境（林窗、空地、水坑、倒木、施肥點(diǎn)），極大地提高了棲息地的空間異質(zhì)性。
- 維持生物多樣性： 這種異質(zhì)性為從昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類(lèi)到大型哺乳動(dòng)物等眾多物種提供了多樣的食物來(lái)源、水源、庇護(hù)所和繁殖場(chǎng)所，支持了極高的生物多樣性。許多物種的生存直接或間接依賴于大象的活動(dòng)。
- 維持生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡： 大象是防止稀樹(shù)草原演替為封閉森林或退化灌叢的關(guān)鍵力量，維持了草原生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡（“中間擾動(dòng)假說(shuō)”的一種體現(xiàn)）。
因此，非洲象通過(guò)其強(qiáng)大的物理改造能力，像工程師一樣“設(shè)計(jì)”和“建造”了它們所生活的環(huán)境，深刻地影響了生態(tài)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)、資源分布和生物群落。沒(méi)有大象這個(gè)“工程師”，非洲的草原生態(tài)系統(tǒng)將會(huì)變得面目全非，生物多樣性也會(huì)大幅下降。這也凸顯了保護(hù)非洲象對(duì)于維持整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)健康的重要性。
