生活在美國加利福尼亞州的北象海豹Mirounga angustirostris體重近 2 噸，而且它們在有充足的魷魚、魚類等獵物時，體重還會迅速增加。它們在加利福尼亞海域的“黃昏區”（twilight zone，或稱“暮光區”，200~1000 米深）覓食。黃昏區的陽光較海洋上層顯著減少，卻擁有世界上大部分的魚類，但很難大規模地對那里的魚類數量進行評估。

北象海豹或許能在這一方面提供幫助。科學家發現，北象海豹在食物資源良好的時候體重會明顯上漲，當獵物稀缺時，它們的體重則幾乎不增。

一頭雄性北象海豹Mirounga angustirostris/ Mark Lowry，NOAA Fisheries

2025 年 2 月發表在《科學》雜志上的一篇研究論文將北象海豹視為生態系統“哨兵”，認為它們可以高效地為捕魚船隊、漁業管理人員提供反映海洋變化及其原因的參考數據。2024 年先發表的兩篇論文已建立了尋找“哨兵物種”（在生態系統中具有重要監測和預警功能的物種，它們能夠及時發現環境變化或生態威脅，從而為保護工作提供重要信息）的方法，為最新的研究建立了基礎；還研究了如何組合一系列“哨兵物種”，為美國西海岸海洋經濟和環境決策的制定提供有效信息。

該研究為美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）漁業部追蹤和預測商業和休閑漁業帶來的海洋變化的研究項目提供支持，有助于漁業管理人員就捕撈季節和捕撈水平做出更及時和精準的決策。例如，“哨兵物種”可比研究船更快、更低成本地收集數據。

由加利福尼亞大學圣克魯斯分校（University of California at Santa Cruz）的羅克珊·貝爾特蘭（Roxanne Beltran）領導的研究團隊分析了 40 年來加利福尼亞州北象海豹種群迅速增長的數據。他們將這些數據與記錄到的海洋變化做了比較，發現即使雌性北象海豹消耗的食物量存在微小差異，它們的體重和幼崽的存活率也會出現很大變動。他們發現，這種聯系相當之強，甚至能據此倒推出過去 50 年間這片海域黃昏區的食物量變化，并預測出之后 2 年的情況。

NOAA 漁業局西南漁業科學中心的埃利奧特·哈森（Elliott Hazen）說：“在理想的情況下，我們應當每天都繪制整個加利福尼亞洋流的浮游植物和浮游動物豐度圖。”在 2019 年的一篇論文中，哈森提出，海洋頂級捕食者是有效的生態系統“哨兵”。“這樣，我們就可以實時監測到生態系統對各種變化的反應。這實際上不可能達到。因此，我們需要像北象海豹這樣的食肉動物來告訴我們更大尺度的生態系統變化趨勢。它們是胖了還是瘦了？這個信息反映出它們是否有足夠的食物，這也是反映生態系統是否健康的一項指標。”

美國西海岸海洋健康指標

NOAA 漁業部的科學家長期以來一直將加利福尼亞沿海生態系統中豐富的物種作為海洋健康狀況的指標。例如，“加利福尼亞海流綜合生態系統評估”報告了沿海不同位置的磷蝦個體大小。磷蝦是海洋生產力的“晴雨表”，因為當它們的食物——微小海洋生物充足時，它們就會長大。

生態系統“哨兵”將這種關系向前推進了一步。它們追蹤一個物種的變化，不僅能作為海洋變化的指標，也是重建過去和未來變化的指標。這可以幫助 NOAA 漁業局以及州漁業管理人員估計在捕撈季節能捕撈到多少魚，也可以告訴捕魚船隊漁業物種數量變化趨勢以及在哪里捕撈能獲利更多。

哈森在 2024 年發表的一篇論文中提到自己的觀點：最好的“哨兵物種”對環境變化的反應迅速，而且這種反應通常很容易觀察到。這意味著人們可以對它們定期采樣或測量。借助“哨兵物種”是研究沿海經濟變化的一種低成本的方法，當然，應用這種方法依賴加利福尼亞洋流的高生產力。

當海洋條件適宜、磷蝦資源豐富時，加利福尼亞海岸附近的藍鯨會來捕食磷蝦 / NOAA Fisheries

哈森團隊的論文寫道：“借助生態系統‘哨兵’使快速響應和適應生態系統的變化和環境變化成為可能，部分原因是它們可能更容易觀察，還有部分原因在于它們可能是系統崩潰的主要指標。”他們描述了 NOAA 在西海岸采用的一套類似的指示物種，包括一些與鮭魚生存和生產力相關的浮游動物。作為 NOAA 綜合生態系統評估計劃的一部分，它們對捕魚船隊以及州、部落和聯邦漁業管理者都很有價值。

當北象海豹在圣克魯斯以北的加利福尼亞海岸繁殖時，它們會定期前往開闊大洋的黃昏區覓食。它們進食的成果反映在身體的生長上，從而人們可以有效地衡量該海域有多少食物可用。這類似于 NOAA 對不同深度的漁業物種和生物量進行采樣的漁業調查。

海洋捕食者是優秀的“哨兵物種”

一篇綜述強調了海洋捕食者作為“哨兵物種”的潛力，因為它們的生存取決于為它們提供食物的海洋食物網的健康狀況。一般來說，健康的捕食者反映了健康的生態系統。

科學家們使用指示物種檢查了 372 項案例研究，以找出優秀“哨兵物種”所具備的“品質”，例如對棲息地變化反應迅速。研究人員可以進一步尋找這些物種與海洋變化之間的相關性，識別出即將發生的可能影響管理方案的變化。

科學家們在論文中寫道：“我們認為，由于‘哨兵物種’對環境和生態系統變化的高敏感性，將其納入這些管理計劃能夠實現快速靈活的管理方案調整，從而有效應對人類活動帶來的環境變化。例如，美國舊金山灣針對太平洋鯡漁業制定的基于生態系統的管理計劃，就綜合分析了鯡魚的天敵‘哨兵物種’（如鮭魚、鯨類、海鳩和海獅）以及這些捕食者的替代‘哨兵’獵物（如鳳尾魚、魷魚和磷蝦）的數據，并據此建議調整捕撈配額。”

避免沖突的EcoCast

NOAA 漁業局西南漁業科學中心的科學家們也將指示物種納入了 EcoCast 系統等工具軟件中，為捕魚船隊提供了寶貴的情報。

EcoCast 預測 2018 年 3 月 30 日某海域相對兼捕漁獲物:目標漁獲物概率 / coastwatch.noaa.gov

EcoCast 是一款動態海洋管理工具軟件，旨在幫助漁民更精準地捕撈目標漁獲物，同時減少兼捕漁獲物（如海龜、鯊魚、劍魚和鯨）。該軟件通過分析海洋學變量（如海面高度、溫度、葉綠素濃度等），生成動態地圖，顯示目標物種可能聚集的區域以及捕撈活動應避免的區域。

“EcoCast 就像天氣預報一樣，”科學家們打了個比方，“但它不是幫助人們決定什么時候應該穿雨衣，而是幫助漁民決定在哪里捕魚。”

EcoCast 每天都會繪制棱皮龜、加利福尼亞海獅和大青鯊等物種可能出現位置的地圖。這些位置基于過去對單個動物的跟蹤結果，衛星標簽顯示它們如何被吸引到適合覓食的海域。這種近乎實時的信息有助于商業捕魚隊了解他們可以在哪里追捕目標漁獲物，如旗魚，同時避開可能會誤捕海龜或海獅的區域。

生態系統“哨兵”可以開發成類似于 EcoCast 的工具，告訴人們預計何時何地會出現高密度的受保護物種，以及何時可能發生人類與野生動物的沖突。

哈森說：“當人類與受保護物種的活動范圍重疊時，受保護物種的意外變化可能會引發人類與它們的更多沖突。我們越能提前應對這些變化，我們的生態系統和漁業就會越好。”

本文翻譯自www.fisheries.noaa.gov網站文章“From Krill to Elephant Seals, Sentinel Species Detect Hidden Ocean Shifts that Forecast Change”，譯者：員外。翻譯僅供研究交流之用。點擊“閱讀原文”查看相關研究。