海膽在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，尤其是在珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中，扮演著至關重要的“平衡者”角色，主要體現(xiàn)在藻類控制和珊瑚礁健康維護這兩個緊密相關的方面：
主要的藻類食草動物：
- 海膽是貪婪的植食性動物，主要以各種大型藻類（海草、海帶等）和附著在礁石表面的微小藻類（微型藻類、絲狀藻類、皮殼狀藻類）為食。
- 它們的攝食活動是控制珊瑚礁上藻類生物量的主要自然力量之一。
為珊瑚創(chuàng)造空間：
- 珊瑚幼蟲需要清潔、堅硬的基底（如裸露的巖石或死珊瑚骨骼）才能附著、定居并生長成新的珊瑚群體。
- 如果藻類過度生長，會覆蓋這些潛在的附著點，與珊瑚幼蟲競爭空間和光線，阻礙珊瑚的補充和恢復。
- 海膽通過啃食藻類，有效地“清理”了礁石表面，為珊瑚幼蟲的附著和生長創(chuàng)造了寶貴的開放空間。
防止藻類過度生長：
- 在健康的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中，食草動物（包括海膽和各種食草魚類如鸚嘴魚、刺尾魚）共同作用，將藻類的生長抑制在較低水平。
- 海膽尤其擅長啃食緊貼基質的皮殼狀藻類，這些藻類可能其他食草者不太容易清除。
- 這種持續(xù)的“除草”壓力防止了藻類在珊瑚上蔓延，避免其窒息珊瑚、遮擋陽光或通過化感作用抑制珊瑚生長。
促進珊瑚礁恢復力：
- 在珊瑚礁受到干擾（如風暴、白化事件）后，死珊瑚骨骼會迅速被藻類覆蓋。如果沒有足夠的食草動物（包括海膽）來清除這些藻類，珊瑚礁就很難恢復，因為新珊瑚幼蟲無法附著。
- 海膽的存在加速了藻類的清除過程，促進了珊瑚礁的自然恢復。
生態(tài)系統(tǒng)工程師：
- 海膽在啃食過程中會刮取礁石表面的鈣質物質。它們的排泄物和啃食產生的碎屑是珊瑚礁沙質沉積物的重要來源之一，影響著底棲環(huán)境。
海膽作為“平衡者”的雙重性：數(shù)量是關鍵
海膽的角色是微妙的，其生態(tài)影響高度依賴于它們的種群密度：
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適中的數(shù)量（平衡狀態(tài)）：
- 在健康、平衡的系統(tǒng)中，海膽與其他食草動物（魚類）一起工作，有效地控制藻類，維持珊瑚的優(yōu)勢地位，促進珊瑚礁的健康和生物多樣性。
- 它們是維持珊瑚-藻類平衡的關鍵一環(huán)。
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數(shù)量過低（失衡）：
- 如果海膽因疾?。ㄈ?980年代加勒比海的長棘海膽大規(guī)模死亡）、過度捕撈（作為海鮮或漁業(yè)副漁獲物）或天敵（如龍蝦、大型魚類、海獺）消失而數(shù)量銳減，其對藻類的控制力就會大大減弱。
- 這會導致藻類爆發(fā)性生長，覆蓋珊瑚礁，抑制珊瑚生長和補充，最終導致珊瑚礁向藻類主導的狀態(tài)退化（稱為“相變”）。這種情況在加勒比海許多地方非常明顯。
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數(shù)量過高（失衡）：
- 如果海膽的天敵（如魚類、龍蝦、海獺）因過度捕撈而減少，或者由于其他環(huán)境壓力導致海膽爆發(fā)性增長（有時是某些物種），它們會形成極高的密度。
- 在食物（藻類）匱乏時，高密度的海膽會轉而啃食活珊瑚組織（珊瑚蟲）或直接啃食珊瑚骨骼以獲取其中的藻類共生體或鈣質。
- 這種過度啃食會直接殺死珊瑚，形成光禿禿的、主要由海膽占據的“荒蕪區(qū)”。這些區(qū)域生物多樣性極低，珊瑚礁結構也可能因海膽的挖掘活動而變得脆弱。太平洋和紅海的一些區(qū)域就存在這樣的問題。
結論：
海膽是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的“園丁”和“平衡者”。它們通過強有力的食藻行為，控制藻類過度生長，為珊瑚的生存、生長和恢復創(chuàng)造空間和條件。然而，它們的生態(tài)作用是雙刃劍。只有當海膽種群維持在適度的水平，與其他食草動物（主要是魚類）協(xié)同作用時，才能發(fā)揮其積極的平衡作用，維護珊瑚礁的健康和穩(wěn)定。海膽種群的劇烈波動（無論是崩潰還是爆發(fā)），往往是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)失衡、面臨退化風險的重要信號。因此，保護海膽及其天敵，維持整個食物網的完整性，對于珊瑚礁的保護至關重要。
