「森林與氣候變遷」 陳一菁博士演講紀實

本文收錄於臺大農業推廣通訊雙月刊94期

文/國立臺灣大學農業陳列館 黃昭連技士

圖、陳一菁博士專題演講「森林與氣候變遷」

自 3 月 28 日至 5 月 10 日於臺大農業陳列館 2 樓推出的「臺灣的森林、林業及林學教育展」係由行政院農業委員會林務局指導,臺大森林環境暨資源學系、實驗林管理處共同主辦,展覽內容共分成 9 個主題,現場並播放以介紹臺灣山林及重要生物之影片,體驗區則以不同遊戲項目,讓參與者能感覺森林好好玩與好好用的體驗,進而感受到森林的博大。另配合展覽共舉辦 4 場專題演講活動,第 1 場帶領大家以輕鬆愉悅的心情領略臺灣森林之美,以嚴肅的態度來了解如何保護臺灣森林的多樣性,第 2 場演講以令人驚艷的方式來討論森林的防災功能,第 3 場強調森林管理時應如何與眾人溝通並取得共識,第 4 場要闡述說明的是現今最重要的氣候變遷議題與森林的關係。

5 月 5 日週六下午於臺大農業陳列館 3 樓舉辦第 4 場演講,邀請中央研究院生物多樣性研究中心的陳一菁博士,演講題目為「森林與氣候變遷」。陳博士目前是中研院生物多樣性研究中心博士後研究員,研究領域主要在氣候變遷對生物遷徙的影響,其博士論文的一篇文章在去年被發表於國際期刊「Science」,並已在此領域被高次數的引用。在博士論文研究期間,曾經到婆羅洲經歷了一些非常驚險的昆蟲採集之旅,留下了非常難忘的回憶。今日演講主題是與全球環境有關的議題,主要在探討氣候變遷對生物的影響,並由森林這個更大、更複雜的範疇來研究不同層面的影響。

工業革命以來,人類大量的製造二氧化碳、氧化亞氮、甲烷、氟氯碳化物等溫室氣體。人類對大自然的影響不再只是侷限於地表,而是擴張至大氣,而且藉由大氣的運動,將影響逐漸佈及全球。若地球沒有大氣,表面的平均溫度約-18℃,因有溫室氣體的存在,於夜晚可繼續放射熱量,致使地表不致於因缺乏太陽輻射而變得太冷,也使地表均溫保持在大約 15℃,但若溫室氣體增加,地面吸收的輻射能量也增加,就會造成氣溫上升。全球大氣二氧化碳、甲烷、氧化亞氮的濃度自 1750 年起急劇上升,現在的濃度已大幅超越工業革命前數千年經冰蕊推算的濃度水平。工業革命前,二氧化碳含量一直維持在約 280ppmv(一百萬單位體積氣體中含有 280 單位體積的二氧化碳),目前已超過 390ppmv。二氧化碳氣體增加的原因主要是使用石化燃料及改變土地利用,而農牧活動則是造成甲烷及氧化亞氮增加的原因。溫室氣體增加是受人類活動影響,一旦地球表面溫度上升,可能會引發大氣層雲量及環流的轉變,即造成全球氣候變遷。

根據統計,全球平均表面氣溫在二十世紀上升了 0.74℃,過去五十年的暖化趨勢是百年平均的 2 倍,全球的地面平均氣溫會在二十一世紀末上升 1.1 至 6.4℃。全球暖化的影響會造成海平面上升:海洋上層海水受熱膨脹;陸地冰川、冰山(尤其格陵蘭、南極洲)融化入海,海洋水量增加。1961 至 2003 年間海平面每年上升 1.8mm,估計二十一世紀末全球平均海平面會上升 0.18 至 0.59m。

地球上的碳元素由環境進入生物體內,再轉回環境中,此一過程稱為碳循環。環境中能夠為生物所利用的碳,主要指大氣中的二氧化碳,可因植物的光合作用固定於植物體內,形成有機碳,再由食物鏈傳遞進入動物體內。生物體內的碳可藉由呼吸及分解作用再形成二氧化碳,回歸於大氣,完成碳的循環。自然界的碳被固定在海岸、土壤、岩石與生物體中,這些都是碳匯。各種碳匯貯存或固定碳的能力於估計上有很大出入。一般認為海洋、土壤與森林是地球上最主要的碳匯。全球海洋每年可沉積 20 億公噸的碳,森林每年可淨吸收約 5 億公噸的碳。人類活動如石化燃料的燃燒、砍伐森林,會造成二氧化碳排放量增加,同時造成二氧化碳固定量明顯減少,對碳循環產生巨大的影響。全球每年約有 70 億公噸的碳經人類活動而排入大氣中,現在所使用的煤大多是泥炭紀的樹木化石。三億多年前植物吸收太陽輻射所遺留下來的能量,近代人類在一、二百年之間就將之消耗殆盡!

地球暖化,不但人心惶惶,生物也會開始搬家。陳一菁博士參與的英國研究團隊發現,暖化造成生物搬家,且速度比過去認知快了 2 到 3 倍,而且高山生態系受全球暖化的衝擊比平地更為劇烈。陳博士根據過去文獻,針對全球橫跨熱帶到溫帶,包含植物、昆蟲與多種脊椎動物等超過兩千筆已知生物的反應資訊進行分析,結果發現過去幾十年在人類造成的氣候暖化下,生物每十年以 12.2 公尺的速度向高海拔移動,每十年也以 17.6 公里的速度向高緯度移動,比過去學界的認知快了 2 到 3 倍;也就是說,過去幾十年的暖化下,生物幾乎以每小時 20 公分的速度往更冷的極區方向移動。這項研究首度證實生物分布變化與暖化幅度在統計上的顯著相關,意即溫度上升較高的地區,生物播遷的距離也更遠,顯示全球暖化確實造成生物搬家。陳一菁博士表示,溫度隨著海拔高度遞減的速率遠比緯度來得快。理論上,山區物種僅需小幅向上移動即可趕上升溫變化,但事實卻不然。推測應與山區複雜的地形與微氣候造成的播遷障礙有關,高山生態系受全球暖化的衝擊可能更劇烈。生物搬家的物種間差異性也很大,高達 75% 的物種會向高海拔及高緯度播遷,符合暖化預期;但也有 25% 的物種反而向低海拔、低緯度移動,這可能是因為競爭對手移動,或是對雨量、濕度的反應大於溫度的影響。雖然生物播遷速度平均值已追上暖化幅度,但物種之間差異極大,還有很多物種是屬於落後的,物種因為暖化和棲地破壞而滅絕的風險並會不因此消滅。

陳一菁博士的研究結果正好對人類提出一個警訊,告知生物面臨暖化衝擊,已經被迫快速播遷,人類更應該正視暖化議題,及早思考因應對策,才能讓人類永續生存。

森林砍伐,尤其是破壞熱帶雨林,絕對是造成氣候變遷的元凶之一!森林占有地表 31% 的面積,孕育了 80% 的陸域生態系,並為 16 億人口提供生活所需。森林儲存了超過 1 兆噸的溫室氣體二氧化碳,然而伐林所造成的二氧化碳量,占了現在溫室氣體的 20%。陳博士指出森林的危機是全球森林非法濫砍情況嚴重,每 2 秒鐘就有一個足球場大的森林林地因為遭到濫伐而消失。世界銀行估計,森林盜伐的獲利每年約 100 到 150 億美元。臺灣森林面積占全島面積約 60%,蓄積量為 358.7 百萬立方公尺,對吸存二氧化碳、改善溫室效應是值得重視的。森林對二氧化碳的減量策略,可由碳保存 (Carbon Conservation)、碳吸附 (Carbon Sequestration)、碳替代 (Carbon Substitution) 三方面來進行。因此行政院農委會朝健全森林碳管理之目標,積極推動包括平地造林、有效管理及產品替代等等政策。森林是陸域最大也最重要的生態系,森林是臺灣重要的自然資源,在資源漸漸匱乏、全球環境惡化、氣候變遷日益突顯的現代社會,唯有珍惜資源,保存森林,在生活中落實減碳措施,才能長保臺灣福爾摩莎,美麗之島的美譽,希望大家能一起努力,重新喚起民眾對森林的感動,找回深呼吸的渴望,讓大家對森林資源都有一顆珍惜的心。

《本文內容經講者檢視同意報導》

Share