非洲象（Loxodonta africana 和 Loxodonta cyclotis）被稱為草原生態系統的“工程師”，是因為它們通過一系列強大的物理行為深刻地改造其棲息地的物理環境，從而創造、塑造和維護了其他眾多物種賴以生存的棲息地結構和資源。這種“生態系統工程師”的角色主要體現在以下幾個方面：

改造植被結構與景觀：

• 推倒/折斷樹木： 為了獲取高處的枝葉、樹皮或樹根，大象經常用象牙或身體推倒或折斷樹木。這種行為：
  • 維持草原/稀樹草原： 抑制了木本植物（樹木和灌木）的過度生長和森林的形成，防止草原退化成茂密的灌木叢或森林。它們維持了開闊的草地與散布樹木的經典稀樹草原景觀，這對許多食草動物（如斑馬、角馬、羚羊）至關重要。
  • 創造林窗/空地： 形成的林窗允許陽光到達地面，促進草本植物的生長，增加了草地的生產力和多樣性，為食草動物提供更多食物。
  • 提供資源： 倒下的樹木成為白蟻、昆蟲、蜥蜴、小型哺乳動物的食物來源和庇護所，枯木也為真菌和分解者提供了基質。

創造水資源：

• 挖掘水坑： 大象具有非凡的嗅覺，能感知地下水位。在干旱季節，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物（包括鳥類、哺乳動物、爬行動物甚至昆蟲）的救命水源，極大地提高了干旱時期生態系統的承載能力和生物多樣性。
  • 形成微濕地： 水坑有時能維持較長時間，形成小型的臨時或半永久性濕地，吸引兩棲動物和水生昆蟲等。

傳播種子：

• 長距離傳播者： 大象食量大，活動范圍極廣（每天可達數十公里）。它們吞食大量不同植物的果實（尤其是大型、肉質、被厚殼保護的果實），種子經過消化系統后隨糞便排出。
  • 打破休眠/促進萌發： 消化過程有時能軟化種皮或去除抑制萌發的物質，提高種子的萌發率。
  • 遠距離擴散： 糞便將種子帶到遠離母樹的地方，有助于植物種群擴散到新的區域，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，為幼苗提供養分。
• 關鍵物種支持： 許多植物（如猴面包樹、某些金合歡）高度依賴大象進行種子傳播，沒有大象，這些植物的更新和分布會受到嚴重影響。

改善土壤條件：

• 翻動土壤： 挖掘水坑、推倒樹木（根系帶出土壤）、踩踏地面等行為會翻動土壤。
• 促進養分循環： 這些行為有助于將深層養分帶到地表，加速有機質分解（如踩踏植物殘體），并通過大量富含養分的糞便將營養物質（尤其是氮）循環回土壤中，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。

影響火災模式：

• 減少可燃物載量： 大象大量消耗木本植被（樹葉、樹枝、樹皮），減少了可供燃燒的木質燃料。
• 改變火災強度和蔓延： 通過降低樹木密度和創造出更多的開闊草地（草地火災通常強度較低、蔓延更快），大象可以改變火災發生的頻率、強度和蔓延模式。更開闊的景觀可能有利于低強度、高頻次的火，這對維持草原生態系統的健康也很重要。

總結：

非洲象的這些“工程師”行為不是孤立的，它們相互作用，共同塑造了整個草原生態系統的結構和功能：

• 增加異質性： 它們創造了多樣化的微生境（林窗、空地、水坑、倒木、施肥點），極大地提高了棲息地的空間異質性。
• 維持生物多樣性： 這種異質性為從昆蟲、鳥類到大型哺乳動物等眾多物種提供了多樣的食物來源、水源、庇護所和繁殖場所，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。
• 維持生態系統動態平衡： 大象是防止稀樹草原演替為封閉森林或退化灌叢的關鍵力量，維持了草原生態系統的動態平衡（“中間擾動假說”的一種體現）。

因此，非洲象通過其強大的物理改造能力，像工程師一樣“設計”和“建造”了它們所生活的環境，深刻地影響了生態系統的物理結構、資源分布和生物群落。沒有大象這個“工程師”，非洲的草原生態系統將會變得面目全非，生物多樣性也會大幅下降。這也凸顯了保護非洲象對于維持整個生態系統健康的重要性。