在东南阿拉斯加冰川覆盖的山峰背景下，Dana Bloch 俯身在一艘小船边，舀起漂浮在海面上的一团橙色粪便。“这是我迄今为止最好的样本，”她说，仔细查看网中的座头鲸粪便。“这个是靠吃磷虾而不是鱼，所以它相当坚实。”
Bloch 是阿拉斯加鲸鱼基金会的会员，也是阿拉斯加费尔班克斯大学的研究生。她也是第一个研究鲸鱼粪便如何影响北太平洋营养物质的人。
鲸鱼粪便的意义
是什么让鲸鱼粪便如此特别？首先，鲸鱼是地球上最大的动物，所以它们的粪便量很大。其次，鲸鱼通常在深水中进食，然后在浮出水面呼吸时排便；这会循环利用氮、磷和铁等会自然沉降的营养物质。
第三，它们的粪便羽流具有浮力，停留在阳光充足的水层最上层。这意味着鲸鱼粪便可以促进浮游植物的生长，浮游植物是海洋食物网基础的微小植物。
“我们知道鲸鱼有助于营养物质的循环，也有助于维持健康的海洋，”阿拉斯加东南大学海洋生物学家、Bloch 研究项目的首席研究员 Heidi Pearson 说。
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鲸鱼泵如何工作
通过鲸类粪便进行的营养物质循环被称为“鲸鱼泵”，在世界其他地方也有研究。
例如，在北大西洋，研究人员 Joe Roman 和 James McCarthy 发现，缅因湾的鲸鱼和海豹每年向海面添加的氮量可能超过所有河流的总和。
根据 Roman 参与的另一项研究，自从捕鲸活动大大减少了鲸类种群以来，海洋哺乳动物将磷从深海带到海面的垂直运动在全球范围内减少了 77%。
鲸鱼和海洋施肥
在南大洋，长须鲸、抹香鲸和蓝鲸的粪便可以补充海面上的铁——这是浮游植物生长所需的必要成分。2010 年的一项研究发现，那里须鲸粪便中的铁含量比南极海水的背景含量高出 1000 万倍。
鲸鱼粪便很可能在为北太平洋寒冷水域施肥方面发挥着重要作用。每年夏天，估计有 1500 头座头鲸会迁徙到东南阿拉斯加觅食，还有灰鲸、虎鲸和其他海洋哺乳动物。
传统上，人们认为鲸鱼通过消耗鲱鱼等物种来耗尽渔业资源——基本上是与同样捕捞这些水域的人类竞争。然而，鲸鱼可能通过创造鼓励鱼类种群生长的条件来使整个生态系统受益。
“可以说，鲸鱼通过在海面沉积营养物质来‘园艺’，”Bloch 说。
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鲸鱼泵与气候变化
为了检验这一理论，Bloch 一直在收集粪便样本，通常借助无人机。这些样本在实验室中使用，Bloch 在那里比较浮游植物在不同粪便类型与普通海水中生长的效果。
到目前为止，她已经测试了座头鲸、港湾鼠海豚和灰鲸的样本。结果仍在分析中，但她说：“从定性上看，我们在一些带有粪便的条件下确实看到了更多的生长。”
Pearson 说，随着气候变化加剧，水体分层为冷暖层，“鲸鱼泵在将深层营养物质带到海面方面可能变得越来越重要。”
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浮游植物为何重要？
除了促进营养物质外，鲸鱼粪便也可能在碳封存方面发挥作用。“有一种观点认为，浮游植物有助于将大气中的碳吸入并沉入深海，在那里它们数千年不会返回海面，”Pearson 说。
一些科学家甚至试图使用人造鲸鱼粪便来促进鱼类种群和浮游植物的生长，希望海洋植物能够从大气中吸收更多的二氧化碳。
Pearson 共同撰写了一篇最近的论文，该论文估计了鲸鱼泵封存的碳量。但她警告说，“要充分实现这些益处，我们需要讨论严格的保护措施，以允许鲸鱼种群恢复。”
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鲸鱼濒临灭绝了吗？
毫无疑问，目前地球上的鲸鱼数量只是大规模工业捕鲸之前在大海中畅游的鲸鱼数量的一小部分。
虽然北太平洋座头鲸的数量可能接近历史最高水平，但大多数物种仍然举步维艰。南极蓝鲸的数量不到该物种历史种群数量的 1%，而北大露脊鲸已濒临灭绝。
Pearson 说，激发更多保护的一个方法是帮助人们“以不同的眼光看待鲸鱼”。这包括量化它们通过营养循环或碳封存对生态系统健康所做的贡献。
这就回到了 Bloch 和她的那艘小船，她正在收集装满鲸鱼粪便的瓶子。她也希望这些发现能告诉我们更多关于这些温和的巨兽如何影响食物网的信息，并给我们更多保护鲸鱼的理由。
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