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鯨糞便減少的隱憂-磷循環的失衡

體型巨大的鯨悠游在海洋裡,時而潛入深海捕食烏賊,時而浮上海面呼吸,活動過程中,身為海洋中體積最大的生物,排放出來的排泄物也是相當可觀,大型動物如鯨的排泄物,除了它本身令人掩鼻的氣味以外,在地球的營養循環中扮演了極其重要的角色
 
 
 
鯨的重要任務就是將海底的磷帶到海面附近,牠們在不同的海域與深度水平或垂直移動,來回捕食和呼吸,將深海中關鍵性的營養鹽-磷帶到海面上,當鯨回到海面時,其排放的排泄物富含多種營養鹽,包含磷,再藉由魚類與海鳥將磷帶往陸地,形成跨海洋與陸地的磷循環與自然回收系統,此一過程幫助維護地球上營養鹽循環的穩定。美國赫芬頓郵報曾報導,鯨等大型動物的排泄物深深影響自然界中重要營養鹽的循環,當這些動物數量的減少,就會使得磷循環逐漸失去平衡。

近年來,許多研究調查營養鹽的運輸途徑-大型動物將營養鹽從海洋、河川系統,攜帶到陸地上的過程,一份刊登在美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)的研究報告詳細說明這個令人讚嘆的營養循環如何運作,以及由於鯨與其他生物的數量減少使得此重要的營養循環過程減速,包含讓植物茂盛生長的關鍵營養-磷。

身為肥料三元素之一的磷,其循環途徑是植物從土壤或水中吸取磷酸鹽,磷藉由草食性動物攝食的過程中進入動物體內,而動植物屍體或排遺經由微生物分解作用使得磷重新回到土壤中;部分的磷被溪水帶往海洋並沉降累積在海底,再透過海洋生物的活動,如鯨的捕食與呼吸,再度將磷帶往海面,周而復始在自然環境中不斷循環。

磷是目前產量逐漸枯竭的元素之一,因為世界人口的成長與土地開發,導致動物族群逐漸減少,糞便亦因而減少,且土地開墾使帶有磷的糞便不易回到土壤循環系統。該研究作者Chris Dought博士在報導中指出:「過去海洋與陸地之間曾存在磷的自然回收系統正逐漸崩解,主要原因是動物日益減少,導致磷累積在海底的速度加快,使得磷更容易流失,且由於磷礦取得容易,磷礦的供應可能在五十年內枯竭」。

這份研究將會是復原磷自然循環系統的關鍵線索:復育海洋哺乳類動物、復原自然流動的河水、減少魚類濫捕、還給野生動物更多生存的土地面積,將會是生態復育的藍圖。(本文由科技部補助「海洋與環境變遷」執行團隊撰稿)

責任編輯:王御風∣國立高雄海洋科技大學 基礎教育中心
審校:孟培傑∣國立東華大學/國立海洋生物博物館

名詞解釋

※營養循環:包含碳循環、氮循環、磷循環、鐵循環、硫循環、與其他微量元素循環,礦物質與營養鹽在生態系統內一次又一次的利用再利用,即發生循環。

※磷:人體必需的礦物質之一,蛋白質含量豐富的食物含磷較多。磷從富含磷酸鹽的岩石萃取出來,主要分佈在美國、中國、南非、摩洛哥,假設開採速度不變,全球剩餘的磷礦約可維持90年。

※磷酸鹽:元素磷自然環境存在的形態,在多種磷酸鹽礦物中可以找到。

※肥料三元素:磷、氮、鉀,它們均為所有植物生長中需要量較多的三種要素,磷肥俗稱花肥,氮肥為葉肥,鉀肥則為根肥。

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