SME科技故事|价值超10亿美元的粪便，如何影响地球？

本文转载自公众号：环球科学

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撰文：Courtney Sexton
翻译：樊亦非
【SME科技故事|价值超10亿美元的粪便，如何影响地球？】海鸟的粪便不仅可以用作农业生产中的肥料，还为珊瑚礁提供了重要营养物质。但巴西科学家近期的一项研究结果还是令人感到意外：海鸟粪便每年带来的经济价值高达11亿美元。
当奥杜邦学会海鸟恢复计划（Audubon Society’s Seabird Restoration Program）的负责人唐·里昂斯（Don Lyons）拜访日本内陆的一个小村庄时，他发现了一种被叫做“鸬鹚米”的当地大米。这一绰号并非来自谷物的外形或产地，而是来自一种海鸟，它们的粪便能用来为村里的稻田施肥。这种鸟在池塘周围的树上筑巢，以水池中的小鱼为食。它们富含氮元素和磷元素的排泄物落在地面上，很容易被冲入用以灌溉农田的池水之中，从而为稻谷施肥。
里昂斯遇到的这种现象并不新奇——鸟粪的价值甚至在《圣经》里都有记载，而南美洲甚至出现了以收集鸟粪为核心的产业，当地人将鸟粪称作“白色黄金” 。现在，科学家已经确切计算出了海鸟粪便的价值。据一项近期发表在《生态和演化趋势》（Trends in Ecology and Evolution）上的研究估算，每年海鸟粪便的养分所带来的价值高达11亿美元。 “我发现许多人只关心那些能带来好处的东西，我想这就是为什么要告诉人们海鸟能为我们做什么。 ”该研究的作者、巴西戈亚斯联邦大学（Universidade Federal de Goiás）的丹尼尔·普拉萨-希门尼斯（Daniel Plazas-Jiménez）如是说道。
鉴于海鸟中有30%的物种（包括该研究涉及的物种）都面临着生存威胁，该研究的作者认为这些鸟类给人类所带来的好处（包括为庄稼施肥、促进珊瑚礁的健康等）应当促使全球动物保护运动进一步发展。事实上，在商业捕鱼活动中某些海鸟会被意外捕获，人类过度捕捞也会危害它们的主要食物来源，气候变化导致的海平面上升也会侵蚀它们的海岸栖息地，而海水变暖则会使它们所捕食的鱼类的活动轨迹不可预测……政府以及动物保护组织将尝试避免上述情况，进而帮助这些海鸟。
为了展现海鸟给人类带来的好处，普拉萨-希门尼斯和合作者马库斯·钱西亚鲁索（Marcus Cianciaruso）决定给这种动物的粪便定价。科学家和经济学家缺乏足够的数据来估算海鸟粪带来的直接和间接经济收益，因此研究团队必须更具创造性——他们采用了一种重置成本的方法。他们评估了鸟粪作为有机肥料具有的价值，以及用人造化肥代替它所花费的成本。
并非所有海鸟都能生产那种干燥而坚硬、富含氮磷元素的海鸟粪肥，因此该研究的作者通过两个步骤来探究这些海鸟能生产多少肥料。第一步，他们根据群体规模数据计算了那些能够生产粪肥的海鸟每年排泄的潜在粪便总量，并且基于秘鲁和智利海鸟粪肥（代表利润最高的粪肥产品）的国际市场平均价格为这些粪便估值。第二步，科学家评估了那些不生产粪肥，但是也能排泄氮磷元素的海鸟所创造的价值，根据国际市场上无机氮和无机磷的交易价格为这些化学物质估值。重置成本计算显示，这些海鸟粪的直接价值在4.74亿美元左右。
研究团队随后的评估指出，约10%（具体数字还需要更多研究来确定）的珊瑚礁都离不开海鸟生产的营养物质。每年加勒比海礁脉、东南亚礁脉和大堡礁的渔场的经济回报是65亿美元，因此科学家估计海鸟粪肥所带来的间接经济收益至少有6.5亿美元。这意味着海鸟粪肥所带来的总经济收益估计高达11亿美元。

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大堡礁（图片来源：wikipedia）
里昂斯表示，即便如此，这一数字很可能还是低估了海鸟粪便的价值，因为还有减少人工化肥生产带来的间接收益未被考虑在内。他说， “此外，化肥这种替代产品通常源自石油产品，正因如此，这还牵扯到气候问题。当我们能更高效地利用天然氮循环，而不是依赖地球储备，我们肯定会受益。 ”
尽管这些鸟粪超过10亿美元的价值令人惊叹，但是在过去约150年间海鸟数量锐减之前，鸟粪的相应价值可能还会高得多。在南美洲，特别是在秘鲁的钦查群岛，海鸟粪肥十分丰富，这一点在数百年前的文献中已有记载。海鸟沿着岛屿的花岗岩悬壁筑巢，它们的粪便就在那里堆积，炎热的天气使其不易分解。据估测， 6000万只海鸟（包括南美鸬鹚、鲣鸟和鹈鹕）生产出了约45米高的粪堆。印加人首先发现了海鸟粪的农业用途，据说他们会判伤害海鸟的人死刑。

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南美鸬鹚（图片来源：wikipedia）
在19世纪40年代早期，海鸟粪成了一门成熟的产业。海鸟粪通过商业开采，运输到德国、法国、英格兰和美国销售。这一产业于1880年前后崩盘，又于20世纪早期复苏。今天，随着消费者对有机农业和食品加工需求的上升，人们又重新对海鸟粪肥燃起了兴趣。然而，钦查群岛上现在预计只生活着400万海鸟，这使得海鸟粪肥的产量大大降低。这也是全球趋势：根据一项调查研究，全世界的海鸟数量自20世纪50年代以来减少了70% 。
普拉萨-希门尼斯表示，当地人世世代代都在使用这种有机肥料，渔业则是当地的经济支柱，而海鸟的减少给当地文化、经济以及全球生态多样性带来灾难性的影响。一项研究发现，海鸟粪中流入印度洋海水的养分能使珊瑚礁鱼类的数量增加48% 。另一项研究发现，夏威夷欧胡岛上的海鸟有助于抵消因人类活动所造成的海水养分耗竭的影响，其群落越大，附近珊瑚礁中磷酸盐的溶解值就越高。
改善珊瑚礁的健康状态很重要。大约有四分之一的海鱼的生存需依赖富含氮元素的珊瑚礁。而在生态系统中，海鸟对于珊瑚礁健康的作用不仅仅使鱼类数量增加，还能通过发展旅游产业和海岸线恢复项目刺激收入。珊瑚礁作为重要的天然隔板保护着遥远海岛和海岸社区，使其免受风暴的侵蚀和海水上涨的影响。里昂斯说：“海鸟粪数十亿美元的经济价值确实令人激动，但同样需要关注的是它对局部生态的影响。有许多例子显示，如果没有海鸟带来的氮循环，一些独特的地方将会是另一番模样。 ”