【Cross系列】氣候變遷與生物多樣性:互為關聯的整體

Category: 水新聞 Created: Tuesday, 01 July 2014 05:00
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作者:夏洛克

【Cross系列】氣候變遷與生物多樣性:互為關聯的整體

氣候變遷與生物多樣性流失可被視為新世紀的兩大環境危機。這兩大危機不僅共同促成了糧食短缺、水資源缺乏及自然災害等危機,彼此的形成機制也是相互關聯。本文首先介紹氣候變遷如何影響生物多樣性,接著介紹運用生物多樣性因應的氣候變遷措施,以及在氣候變遷的趨勢下保護生物多樣性的方法,最後帶出以系統觀點看待氣候變遷、生物多樣性等永續議題互動關聯的重要性。

氣候變遷是造成生物多樣性流失的主要因子之一

談到威脅生物多樣性的主要因子,通常會提到棲地破壞(habitat distruction)、外來入侵種(invasive alien species)、汙染(pollution)、人口增加(population growth)及過度利用(over-exploitation)等5項因子,而這5項因子又因為英文名稱的第一個字母而被合稱為「河馬」(HIPPO)效應。

除了上述5項因子,近年科學家也將「氣候變遷」納入,成為威脅生物多樣性的第6項因子,而根據【千禧年生態系評估】(Millennium Ecosystem Assessment),氣候變遷甚至將在本世紀末,成為生物多樣性流失的最主要因子。

造成氣候變遷的因素有很多種,包括地球軌道改變、火山活動及洋流改變,此外還有人類活動所排放的二氧化碳、甲烷等溫室氣體,這些因子共同導致地球長期氣候型式與環境的改變,包括氣溫與降雨型式改變、極端氣候事件(例如洪水、乾旱)的頻度於強度增加、洋流改變、海平面上升以及海洋酸化。

氣候變遷對生物多樣性的影響涵蓋不同生物層級

【Cross系列】氣候變遷與生物多樣性:互為關聯的整體

氣候變遷對生物多樣性造成多種影響,並且涵蓋不同的生物層級。就單一物種而言,由於各種生物都有它適合生存的環境因子(例如溫度、雨量),因此當環境因子改變,可能會影響生物生殖、活動等生理現象,甚至造成生物的死亡。有些生命現象的表現與季節變化密切相關,例如生長季長短、動物週期性遷徙與冬眠,以及植物開花,因此也可能受到氣候變遷影響。

除了被動承受環境因子的改變,生物也可能透過遷移至較適合生存的地方來回應氣候變遷,進而改變分布範圍的大小或位置。根據聯合國跨政府氣候變遷專家委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)於2002年所發佈之【氣候變遷與生物多樣性】技術報告,在563種被檢視物種當中(包括59種植物、47種無脊椎動物、59種兩生爬蟲類、388種鳥類及10種哺乳類),有80%物種的生物特質(例如:繁殖季開始與結束的時間、遷移型式、分佈範圍、體型)有改變的趨勢,而這些改變趨勢也與氣溫變化的趨勢相關。

【Cross系列】氣候變遷與生物多樣性:互為關聯的整體雖然遷移至其他地區是回應氣候變遷的有效方法之一,但是這並非適用於所有生物,例如有些生物移動能力較弱,導致其遷移的速度趕不上環境變化的速度;而某些生物由於棲地太過破碎,使其難以遷離原本的棲地;此外,在氣候持續暖化的趨勢下,偏好低溫的生物可能會透過遷移至更高海拔、緯度的地區來回應,然而對於原本就生活在高海拔、高緯度地區的物種,可能就會面臨「無路可退」的絕境。

由於物種間具有複雜的交互作用(例如捕食、競爭、寄生、互利關係),因此氣候變遷對單一物種造成的影響,可能透過物種間的互動關係而間接威脅到另一個物種。2002年一篇發表在《科學》(Science)期刊的論文,針對9,650個種間互動關係(例如榕果小蜂與榕樹、寄主與宿主、蝴蝶與其食草)進行研究,結果發現在大約6,300個互動關係中,當其中一方滅絕時,另一方也會隨之消失;而另一項針對1,420種傳粉者與429種植物的研究指出,全球暖化會改變植物花期(例如提早、延遲或變短),降低傳粉者與花相遇的機會,進而影響雙方的存續。此外,在一項針對中國秦嶺的大熊貓與竹子互動關係的研究指出,氣候變遷將改變竹子的分佈範圍,使大熊貓陷於「糧食危機」。

【Cross系列】氣候變遷與生物多樣性:互為關聯的整體

物種、物種間交互作用及環境因子構成了生態系,因此不論是個別物種或環境因子受到氣候變遷影響,都有可能影響生態系的結構、功能與分佈。據【千禧年生態系評估】預測,全世界將有5~20%的陸域生態系的分佈會發生改變,特別是寒帶針葉林、苔原、灌叢及莽原。

受到暖化影響,高海拔、高緯度的森林則被預期會往更高海拔、緯度的方向擴張,進而壓縮其他高海拔、緯度生態系的分布空間。降雨型式的改變也會影響生態系,例如一項針對熱帶南美洲的研究指出,一旦氣候變遷導致乾季超過4個月,可能導致高比例的亞馬遜熱帶雨林轉變成莽原。

此外,降雨減少會減少淡水生態系的水量,導致水質惡化,並且威脅物種生存。除了陸域生態系,海洋生態系也深受氣候變遷影響。暖化除了造成海水溫度上升、溶氧量下降,也會改變海流以及海洋中的營養循環;此外,大氣中二氧化碳濃度提高,會增加二氧化碳在海水中的溶解量,造成海水酸化。這些改變不僅影響海洋生態系的生產力與物種分佈,也會衝擊海洋漁業。

同時因應氣候變遷以及保護生物多樣性

氣候變遷是造成生物多樣性流失的因子之一;然而,除了燃燒石化燃料以外,人類活動對生態系的干擾也間接促成了氣候變遷,例如對森林進行砍伐或焚燒的「去森林化」(deforestation)、將自然草原及濕地轉變為其他用途。這些相互關聯的事實,顯示了同時因應氣候變遷以及保護生物多樣性的重要性。

造林及減少去森林化

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造林包括在過去曾經有森林分佈,但後來被砍伐、清除的地點造林,以及在新的地點造林,進而發揮固碳的功能。如果要讓造林同時發揮提升生物多樣性的功能,則需考量樹種、經營方式及造林地選擇,例如應該盡可能使用多種的本土樹種,並且透過設計讓多樣的林下植物群落能夠在森林下層形成。

此外,在選擇造林地時應做好評估,避免選擇原本就有豐富生物多樣性的生態系(例如濕地、自然草原)做為造林地,同時也要考量新造森林對週遭棲地生物多樣性的影響,進而同時達到固碳、提升生物多樣性的目標。

保護及復育自然生態系

  • 保護森林、減少去森林化

森林具有固碳功能,然而去森林化卻會讓森林地從「碳儲存庫」變成「碳排放源」,據估計全世界大約20%的溫室氣體排放是源自去森林化以及土地利用方式的改變,特別在某些熱帶國家,去森林化造成的碳排放甚至占國家整體碳排放量的40%。此外,保護集水區的森林不僅能夠保護森林的固碳功能與生物多樣性,還能幫助涵養水源、減少土壤流失,進而延長水庫壽命。

  • 保護及復育泥炭地、草澤及濕地

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就像森林一樣,泥炭地與草澤是巨大的碳儲存庫,然而最近數十年來,人類基於農業目的,在泥炭地與草澤進行排水並轉變為農業用地,再加上氣候變遷的影響,已經使泥炭地與草澤變成巨大的碳排放源,因此亟需保護及復育。此外,海岸沼澤及紅樹林能夠減輕洪水等極端氣候的衝擊,而紅樹林同時也是許多近海魚類的生育地,因此是近海漁業經濟的重要基礎,以墨西哥灣為例,與紅樹林相關的魚蟹占了當地小規模漁業漁獲量的32%,並可推估一公頃紅樹林每年具有37,500美元的產值。

  • 復育草地

草地能夠將大量的碳固定於土壤及植被中,然而過度放牧、將草地轉變為農業用途、沙漠化、破碎化及外來種引進等因素不僅危害草原生物多樣性,也弱化了草地的固碳能力,甚至轉變為碳排放源,因此也是需要復育的對象。

  • 保護珊瑚礁

珊瑚礁具有豐富的生物多樣性與固碳功能,同時也是珊瑚礁分佈地區居民賴以為生的經濟基礎,然而由於過度利用、汙染,以及氣候變遷導致的海水暖化與酸化,導致珊瑚礁產生「白化」現象。

採用「整合式」與「適應性」的經營管理方式

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「整合式」(integrated)指的是同時考量人類需求、維持生物多樣性與生態系功能,以及因應氣候變遷等面向,例如日本於2010年《生物多樣性公約締約方大會所提出的《里山倡議》(Satoyama Initiative),即是提倡透過因地制宜、善用生態系服務、結合傳統生態智慧與現代科技,並且搭配適當的土地共同管理制度的社會經濟生態體系。此外,藉由在都市規劃綠帶、濕地,不僅能夠增進美感、提高生物多樣性,同時也能增加都市的透水表面,減少降雨時的地表逕流,發揮滯洪功能。

由於環境持續變遷,人類對生物多樣性的認識也還很有限,使人類在制定對策時具有「決策於未知」的特質,而「適應性」(adaptive)則是指運用「執行、監測、評估、調整」的流程,幫助人們在因應生物多樣性流失與氣候變遷的危機時,能夠持續學習與調整。

協助生物多樣性因應氣候變遷

氣候變遷已無可避免,即使碳排放量不再增加,氣溫與海平面在本世紀仍會持續上升,因此除了減輕生物多樣性「非氣候因素」的威脅,也可以利用在自然棲地間建立廊道,或是在都市、農地營造生物多樣性友善的棲地,以提升棲地之間的連結度,使生物更能因應氣候變化而遷移至適當環境,提高生存機會。

氣候變遷與生物多樣性:互為關聯的整體

雖然與氣候變遷同為21世紀兩大環境議題,生物多樣性的「名氣」卻不如氣候變遷,也因此氣候變遷與生物多樣性容易被視為兩個互不相關的議題;然而,氣候變遷不僅會威脅生物多樣性,兩者的成因也有部分交集。

在缺乏整體認識與部門橫向聯繫的情況下,對於氣候變遷與生物多樣性的資源投入不僅可能造成資源浪費,對於兩者所投入的努力也可能相互抵消。因此,對於氣候變遷的解決方案至少應避免危害生物多樣性,接著再努力讓生物多樣性成為整合性解決方案的一部份,這其中的關鍵在於以系統性的觀點,看清氣候變遷、生物多樣性等永續發展議題之間的互動關聯。為了形成系統性的觀點,我們除了需要在研究與教育上投入更多努力,也需要不同領域、部門之間的對話與合作。

※本文與BiodiversityX同步刊登

關於BiodiversityX
「BiodiversityX」是一群熱愛、關心生物多樣性的朋友所組成的團隊,時而認真嚴肅,時而天馬行空。團隊的目標是透過分享關於生物多樣性的資訊、議題與點子,同時與大家一起腦力激盪,使生物多樣性與不同的領域、觀念激盪出新的火花,藉此讓更多人在生活周遭發現生物多樣性的蹤跡、了解生物多樣性的重要性,並且在生活中找到保護生物多樣性的下手處,進而重建人與自然間的和諧關係。

※ 「X」即「Cross」,我們將其意表為人類與生物多樣性的交會處是無所不在並息息相關。而BiodiversityX文章將每兩個禮拜於生物多樣性專欄中刊登,告訴您生物多樣性其實就環繞在我們的生活中,請您密切鎖定【Cross】系列文章,期待我們一起從周圍的小細節體驗生物多樣性的奧秘及重要!

【延伸閱讀】

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  【Cross系列】氣候變遷與生物多樣性:互為關聯的整體 合作刊登

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