粪便数据：粪便如何改善食草动物分布的全球地图

研究人员利用粪便记录绘制了世界各地食草动物分布的高分辨率地图。他们的研究发表在《自然食品》上，揭示了粪便的存在与放牧压力之间存在很强的正相关关系，这意味着在特定地点发现的粪便量可以帮助我们了解那里大约有多少食草动物

许多人认为粪便只是乡村车展上马和牛留下的粪便，但粪便实际上是全世界数百万人的重要资源

粪便也是一种生物足迹——它可以揭示很多关于我们环境的信息，比如哪些动物在哪里放牧，以及这对环境健康意味着什么

现在，来自澳大利亚、西班牙、中国和沙特阿拉伯的科学家在新南威尔士大学悉尼分校的David Eldridge教授的带领下，对旱地牲畜和当地放牧动物产生的粪便进行了首次全球评估，旱地是占世界土地面积约40%的干旱和半干旱环境

这项研究揭示了粪便生产的热点，但也强调，从广义上讲，牲畜和野生食草动物——只吃植被的马、牛和袋鼠等动物——在地球上并不占据相同的空间

埃尔德里奇教授说：“了解食草动物的分布位置很重要，原因有很多。”。“这有助于我们提高对畜牧业的理解，比如牛疾病的传播。如果我们更好地了解动物在哪里，我们就更好地了解了我们可能需要在哪里针对特定的土地管理实践。”

估计牲畜密度

目前对牲畜密度的评估是基于对环境变量的粗略估计，如年平均降雨量、温度和一些土壤变量。这些环境变量是可能被食草动物占据的栖息地的广泛指标，因为生产力更高的系统通常有更多的草，因此支持更多的食草动物

联合国粮食及农业组织（粮农组织）等国际组织需要知道牲畜集中在哪里，数量是多少。为此，他们使用相对粗糙的计算机模型

改进这些现有的预测食草动物分布的方法是许多农业产业的核心。因此，Eldridge教授和他的团队开始用一种有点不同寻常的解决方案来解决其中的一些挑战

粪便是肉类生产的副产品，也是氮和磷肥的来源，被世界各地数百万人用于建筑和烹饪。埃尔德里奇教授说：“测量和绘制粪便可能是一种有用的资源，可以帮助这些组织微调动物分布的粗略预测。”

研究小组收集了50个全球数据集，其中包括羚羊、绵羊和袋鼠等不同食草动物产生的大量粪便和放牧压力的测量值

他们的分析表明，除了一个数据集外，所有这些数据集都显示了粪便产量与放牧压力之间存在很强的正相关关系

Eldridge教授说：“这些数据表明，产生的粪便量与动物放牧压力之间存在很强的正相关关系。”。“如果我们知道有多少粪便，那么我们就可以预测动物的分布。”

该团队还结合了来自全球760个旱地调查的牲畜和野生食草动物粪便质量数据，这些数据代表了对食草动物的独立测量，以生成高分辨率地图

Eldridge教授说：“我们发现的令人惊讶的是，当你模拟本地食草动物和牲畜的位置时，会有一些重叠，但总的来说，有很多地方它们没有相互作用。”。“这可能是由于对资源的直接竞争或野生食草动物避免潜在的牲畜传播寄生虫和疾病。”

研究人员在中非、澳大利亚北部和东部、欧亚草原、印度中东部和美国西海岸找到了粪便生产热点。非洲中北部和中国中西部的粪便产量较低

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粪便作为一种科学工具

牲畜分布的全球评估对于土地利用规划、估算甲烷总排放量、预测全球肉类产量或预测牲畜可能面临布鲁氏菌病等病虫害风险的地方至关重要

它还提高了组织预测全球粮食生产趋势以及干旱和自然灾害对粮食安全影响的能力

埃尔德里奇教授解释说，计算粪便通常比计算动物更容易、更有效

“例如，一篇论文表明，粪便计数通常比动物本身的航空调查更能让我们更好地估计大象密度。粪便计数也是研究难以捉摸的食草动物栖息地偏好的有效方法，这些食草动物很难被发现或数量非常少，”他说

但粪便也可以在更局部的尺度上帮助研究人员。埃尔德里奇教授说：“了解不同围场中粪便的位置可以告诉我们不同食草动物的栖息地偏好以及它们如何相互作用。这可以为农民提供更好的信息，说明在哪里放置围栏、饮水点和其他基础设施，以改善畜牧业生产。”

埃尔德里奇教授解释说，对粪便的评估并非没有复杂性。“亚洲和非洲的许多农民收集粪便，减少了潜在的实地评估，因此可能低估了动物产生的粪便量。”

一些动物，如鹿，会把粪便埋起来，在许多热带国家，蜣螂和白蚁会在几天内把粪便分解，这使得区域评估变得更加困难

埃尔德里奇教授说：“这些和其他问题使得很难对动物密度进行强有力的评估。”。“然而，即使我们考虑了人们收集粪便的地区，也与放牧压力有着密切的关系。”

尽管存在挑战，但这项研究提供了世界上第一个关于旱地牲畜和野生食草动物粪便的全面全球地图，并为组织将粪便数据纳入牲畜地图和模型铺平了道路 More information: David J. Eldridge et al, Dung predicts the global distribution of herbivore grazing pressure in drylands, Nature Food (2025). DOI: 10.1038/s43016-024-01112-9

Journal information: Nature Food