氣候變遷所帶來的威脅
目前,全世界正面臨氣候變遷的威脅,自從上世紀開始,我們對於地球暖化這個「威脅」是否存在,大家各持己見,然而氣溫的上升是緩慢的,因此更多人對於這件事情渾然不知或一無所知;但隨著時間推進,越來越多證據顯示氣候變遷的威脅逐步逼近,2001至2020年的全球表面溫度已經比1850至1900年高出1.09°C1,我們已經確切地看見了氣候變遷威脅來襲的「先遣部隊」。專家們警告的全球氣候變遷威脅,包括氣候暖化、極端氣候發生的頻率和強度增加、海平面上升、海水酸化、生物多樣性流失等,也從過去有點抽象而模糊的概念,轉為越來越具體化的威脅,一一實證出現在我們的眼前。
雖然由於科技及農業養殖技術的進步,或許生活在城市的人們除了感受到天氣熱一點,有時候氣溫變化大一點,好像暴雨淹水或發生洪泛的新聞越來越常看到外,似乎並沒有感受到迫切的威脅感,然而它從不同的角度入侵人們的生活。簡單來說,消失的土地、生物量的下降,造成了糧食生產成本上升;氣候異常帶來的災損及不便也造成許多不同產業成本支出的提高,如乾旱時期若造成重要運河水位下降,影響船運航線或貨運量,就會造成運輸成本上升。這也就是說,當前的物價上漲,除了各國及世界的經濟貿易現況或戰爭影響外,氣候變遷也是造成荷包縮水有感的推手之一。
因此,不論是追求地球永續發展、維護自然界的美麗生態的崇高目標,或是只是為了維持當前宜住、宜居、好好生活的小確幸目標,我們―包括政府、機關團體或至個人,都應該正視全球氣候變遷所帶來的威脅,並採取相應措施。
氣候變遷威脅成因
造成全球暖化進而引起氣候變遷的主要成因,即為工業化後溫室氣體中的「二氧化碳」濃度激增。其實,二氧化碳是地球「碳」循環中的一個階段和形式,地球中的碳以不同的化學形式存在,包括無機物(如大氣中的二氧化碳、岩石中的碳酸鈣、海洋中的碳酸氫鹽)及有機物(如醣類等碳水化合物、構成生物體的重要成分―胺基酸),在大氣圈、水圈、生物圈、土壤及岩石圈之間循環流動。我們從生物圈開始看起,原本的碳儲存在生物體內,以蛋白質或是醣類等養分形式存在;而生物圈,從植物開始,藉由光合作用吸收大氣的碳進入體內,再藉由食物鏈進行在不同生物體間傳遞,例如草食性動物啃食了植物後,植物體內的蛋白質胺基酸、醣類,便經由消化吸收而存在於草食性動物中,以此類推,藉由食物鏈,一層一層的累積在生物圈中。這過程中,除了呼吸作用會將部分碳以二氧化碳形式排出外,也會因為生物死亡、腐敗,藉由地表土壤裡的細菌、黴菌等微生物的利用與分解,轉為其他型態的碳封存於土壤中,這是生物圈在碳循環中扮演的角色。當人類現代化過程中使用能源及開墾土地,使得能夠進行碳吸收的森林、濕地等碳儲存庫減少了,亦是使得氣候暖化風險升高的推手。
當前,為了降低氣候變遷所帶來的風險與危害,世界各國都開始採取「減緩」(mitigation)與「調適」(adaptation)措施,即採取行動以減緩地球暖化的速度、降低氣候變遷的危害,調整政策及方針,以增加自身國土安全、社會經濟、生態環境等對當前威脅的適應能力。其中,減緩全球暖化所帶來的威脅,世界各國都正在為減碳及碳淨零而努力,包括增加碳匯(增加地球碳的儲存量),包括海洋、水域中的藍碳、森林植物的綠碳,以及土壤中的黃碳,以儲存碳化合物並中和碳排放量,緩衝、調節及減輕溫室氣體增加所帶來的負面影響。
為了對抗日益嚴重的氣候變遷,達到所謂碳淨零的目標變得刻不容緩,世界各國際組織及國家所採取的策略也越來越明確而強勢,甚至開始出現在產業新聞中,如歐盟碳關稅開始啟動2,直接迫使國際企業開始加強內部推動減碳及碳中和策略,無法立即減輕的碳排放部分,則投資到種植林木、復育森林等增加碳吸收作為替代方案。保育海洋並維護沿海棲地生態的健康,是除了森林碳匯(綠碳)之外的自然碳匯―藍碳,藍碳之中,紅樹林的碳儲存能力是所有藍碳中最高的,因為紅樹林是唯一一種能夠生長在潮間帶的木本植物,而木本植物吸碳能力較草本植物強,紅樹林生態系就如同森林碳匯一樣,甚至超過全球主要森林的單位碳儲存量。
他山之石
維護生態系的功能如復育森林、種植植物,的確是中和碳排放量的一個好方法,然而面對複雜的生態環境,是不是所有地方都適合以這種方式執行?海洋沿岸系統,依照底質不同呈現不同的棲地條件,包括硬底質和軟底質,如岩礁、礫灘、珊瑚礁、藻礁、沙灘、泥灘、河口、紅樹林、海草床,甚至還有蟲礁及海藻林,然而這些不同的生態環境,各自提供不同的棲地給不同生活方式及形態的物種棲息,而各自形成不同的生物多樣性和能量流。我們知道紅樹林是沿海濕地常見的植物,也是良好的增加碳匯的植物。紅樹林植物耐鹽,適合在沿海潮間帶或河口濕地生長,並具防風、定沙、消緩波浪等減緩土地流失的功能。紅樹林濕地內錯綜複雜的植物結構,也提供了許多小型沿海魚蝦蟹類躲避大型覓食者的良好棲所,所以許多紅樹林濕地是具有相當高的生物多樣性。因此,在許多地方,種植及復育紅樹林從解決土地流失的功能,漸漸成為目前增加碳匯的「自然解方」的熱門議題。回顧上世紀,臺灣開始注重紅樹林濕地的重要性,開始在各地推廣紅樹林復育,也於1986年設立關渡自然保留區。然而,法定「自然保留區」為「禁止改變或破壞其原有自然狀態」,除了完全禁止任何程度的開發利用及破壞外,亦是完全禁止以人為經營管理手段干預其發展。人定無法勝天,紅樹林的擴張迅速,加上良好的定沙作用,紅樹林擴張競爭除了使草澤面積減少,原本的泥灘濕地也逐漸陸化,整個環境的改變使得水鳥棲地單一化後,造成種類數急遽減少。除此之外,也因紅樹林陸化面積的上升間接改變了河貌,使得上游基隆河逐漸深槽化,影響臺北地區的排洪計畫。經過數十年相關單位及學界的權衡及掙扎後,終於在2019年關渡自然保留區正式宣布退場解編。相同的案例也在許多地方上演,如新竹的香山濕地亦是其中之一,過去各界低估紅樹林可能帶來的負面影響,大力宣傳推廣紅樹林種植及復育,才致使此番苦惱在各地上演。現今已知具有良好的定沙固岸效果及快速擴張,甚至產生排它效應的紅樹林,對部分環境封閉、侵蝕作用低的濕地,會造成快速陸化而使濕地多樣性下降。
在現今全球感染「碳焦慮」的狀況下,臺灣各海岸紅樹林的角色當下成為注目的焦點及減碳良方,甚至希望在海岸種滿紅樹林來換取「碳匯」,因此對於部分地區的紅樹林需要進行疏伐產生疑慮,擔心如此良好的固碳植物的移除,將使得整體的碳匯能力下降。然而,以整個環境而言,可以做為碳匯的碳儲存庫,除了沿海濕地外,尚有海洋及森林等,而沿海濕地亦非僅有泥灘濕地,尚有河口濕地、紅樹林濕地等等。聯合國為了地球及人類的永續福祉,於2015年提出2030年永續發展目標(Sustainable Development Goals,後簡稱SDGs),包括17項核心目標,除了第13目標的氣候行動外,尚有第14目標的保育海洋生態、第15目標保育陸域生態等。海洋中的浮游植物、海草及藻類,森林中的植物,以及海洋及濕地中的底泥及土壤,都可以作為固碳、封存碳之用,而不論是氣候行動中現今所提的碳匯議題,或是陸域及海洋的生態保育,皆是架構於地球自然界完整生態系統的功能之上。舉例來說,當氣候異常、植物相改變,原本平衡的生態開始異動,造成微生物系統的轉變,也會進而影響生地化循環,例如雖然維管束植物的光合作用捕捉碳的能力較泥炭蘚好,但其碎屑也相對較泥炭蘚更容易被細菌分解而釋放較多的二氧化碳及甲烷,一個泥炭蘚為主的泥炭濕地,植被的改變再加上其他環境條件的變化,整體碳匯能力也有可能變得更差3。
生物多樣性的真諦是來自地球上自然棲地的多樣性,多樣的環境類型及異質多元的棲地空間才能支持不同物種生命存活延續的要素;當棲地的單一化或趨同之後,將使得多樣性下降。因此,是否有必要所有的沿海泥灘地都朝向增植和保育紅樹林的方向邁進?這個問題是值得我們審思的。紅樹林其實是相當良好,具有防護海岸退化、維護海岸的固灘植物,但卻也可能造成灘地過度淤積、高程提高,而使得濕地陸化、單一化,失去濕地功能,因此紅樹林的復育前應先考慮棲地特性及生態功能原則,審慎選址及評估。
十份黑面琵鷺保護區-濕地經營管理的取捨與成效
曾文溪口的黑面琵鷺保護區設立的最主要目標即是保育黑面琵鷺,同時提供鳥類良好的棲息及覓食地,若改變原本自然的棲地環境類型,任其紅樹林快速擴張而成為紅樹林濕地,則原本所提供的灘地環境類型消失,食物鏈形式改變,進一步使得支持的鳥類群聚資源造成改變,將失去原本的棲地功能。
有了前車之鑑,為了避免其他地區紅樹林快速擴張導致陸化的「慘劇」也發生在台江十份黑面琵鷺保護區,考量十份黑面琵鷺保護區的保育標的為黑面琵鷺,又保護區屬於較為封閉、海水交換不良的濕地,有著堤岸及堤外沙洲的雙重保護,因此沒有侵蝕之慮,反而有淤積陸化的隱憂。經過2020年的研究評估,計算出保護區的紅樹林面積較10年前擴張了近30倍,此外,現場監測及調查發現紅樹林茂密處,因落葉枯枝、氣根及支持根攔阻水流,吸收並攔阻了來自東魚塭的營養鹽及沉積物,現地表土附著一層層的絲藻,底泥表層下的顏色也偏黑並帶有些許臭味,顯示此處環境處於有優養化的狀態。
因此權衡之下,台江國家公園從2021年開始採取適當的棲地經營管理措施,包括抑制海茄冬苗的擴散、適當的伐除或截短等紅樹林植株管理,以抑制紅樹林擴張的速度。另外,針對部分淤積處,以高壓水柱沖刷淤泥,製造人工潮溝及潮池,改善淤積灘地的水流,從2021年至今的微棲地經營管理後,已略見成效。
進行棲地的管理措施下,研究團隊同步進行監測,藉由在灘地上設立標竿尺的監測分析發現,即使在乾燥少雨、缺乏強降雨的2022年,沙洲的淤積高程反而下降了0.16公分/月左右,原本僅出沒在保護區中段的黑面琵鷺,在經過微棲地調整後,也開始出現在經過紅樹林伐除、人工潮溝及潮池營造的保護區北段。自2020年(原先微棲地調整前)開始的每月鳥類調查,在北段內圍灘地所記錄到黑面琵鷺的頻率為0%,進行微棲地調整後的2021至2023年,每年記錄頻率分別為5%、5%及22%,每年累計目擊數量則為1、102和950隻,顯示黑面琵鷺對於北段灘地區域的利用率上升,當前的微棲地調整措施,增加了黑面琵鷺對於保護區棲地的可利用面積。此外,我們也於2022年5月的海茄苳苗抑制活動中,首次記錄到1隻稚鱟,後續2023年5、6月,亦各記錄到1隻稚鱟,且體型逐漸增大,顯示近年棲地管理維護往正面發展。
因此,在維持生物多樣性的原則下,維護黑面琵鷺保護區設立的保育標的,保育多元海岸系統的生物資源,並延續傳統漁村漁業的明智利用價值,對這片泥灘地之生態功能積極管理,方與藍碳的目的不謀而合,更是永續發展與自然平衡的典範。
1資料來源:聯合國政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)第六次評估報告(Sixth Assessment Report, AR6)。
2歐盟碳邊境調整機制(Carbon Border Adjustment Mechanism, CBAM)於2021年7月公布實施機制,於2023年10月試行,預計於2026年正式實施,將對超出規定碳含量的產品課徵碳關稅等相關措施。
3在Liikanen et al (2006) 的研究中,泥炭蘚濕地植被的改變造成二氧化碳和甲烷碳排放量上升。資料來源:Ecological Engineering (2006) vol.26 (3), 241-251.