當氣候變遷使生物多樣性崩解,人類也將無法倖免

撰文作者|黃意鈞 (國立臺灣大學生物多樣性研究中心研究助理)
特約編輯|蔡宗翰 (國立台北科技大學機電所碩士班/世界公民文化協會甘比亞旅行家)

引言

圖說:圖片拍攝:Visionshare|圖片來源:flickr

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人類活動影響了大氣中二氧化碳、甲烷等溫室氣體的濃度。例如:燃燒石化燃料大量排放了二氧化碳,而森林的砍伐與焚燒不僅釋放大量二氧化碳與甲烷,也破壞森林吸收二氧化碳的功能。這些活動使溫室氣體在大氣中累積,與地球軌跡改變、火山活動、洋流改變等自然因素共同導致氣候型式與全球環境的長期變化。這些變化包括了地表及海面溫度上升、降水時空分佈改變、極端氣候(乾旱、暴雨、颱風)發生頻率或強度增加,並且造成海平面上升、全球水資源分佈改變以及氣候災難頻率增加。這些改變不僅危及人類的用水取得、經濟生產與生命財產的安全,也威脅了人類賴以維生的重要基礎:「生物多樣性」。


生物多樣性—氣候變遷的另一個「難民」

圖說:生物多樣性提供了我們賴以維生的資源|圖片拍攝:snre|圖片來源:flickr

圖說:生物多樣性提供了我們賴以維生的資源|圖片拍攝:snre|圖片來源:flickr

「生物多樣性」(biodiversity)指的是世界上所有的生命,以及這些生命之間的互動關係所形成的集合,並且可以分成「基因多樣性」(genetic diversity)、「物種多樣性」(species diversity)與「生態系多樣性」(ecosystem diversity)等三個層級。生物多樣性對於人類具有重要的價值,這些價值可分為四大類:(1)供應資源,包括水源、食物、衣料、建材、藥材、能源等人類生活所需的資源;(2)調節功能,包括調節氣候、淨化水質與空氣、分解毒物與廢物,以及減輕災害的衝擊;(3)精神文化,包括提供休閒遊憩的場域,並且成為研究素材與創作靈感的來源;(4)支持功能,包括傳播種子與花粉,以及推動物質循環。儘管生物多樣性為人類提供這麼多重要的價值,但目前生物多樣性卻正面臨流失的危機當中,例如根據世界自然基金會(WWF)所發佈的「2012年地球生命力報告」(Living Planet Report 2012),全球脊椎動物族群量與1970年相較已下降28%,其中熱帶地區的族群量甚至下降61%;而2005年發佈之「千禧年生態系評估」(Millennium Ecosystem Assessment)則指出,在經過檢核的生態系服務當中,約有60%已經劣化,或是遭人類以不永續的方式使用。造成生物多樣性流失的威脅因子包括棲地破壞、外來入侵種、人口增加、汙染以及過度利用,而近年來氣候變遷也讓生物多樣性流失更加惡化,成為另一大威脅因子。


氣候變遷對生物多樣性的衝擊

氣候變遷透過多種途徑影響生物多樣性。就單一物種而言,除了透過極端氣候導致物種直接死亡,氣候的變化可能會影響生物的生長與繁殖週期,進而影響物種的體型與族群量大小;對於會表現周期性遷移的物種而言(例如鳥類、蝶類),氣候變遷可能會改變動物遷徙的時間與路徑;由於生物對影響其生長的環境因子(例如溫度)各有偏好的範圍,一旦環境因子受到氣候變遷影響而改變太大,就會使生物無法在當地生存,進而改變物種的分佈範圍。在聯合國跨政府氣候變遷專家委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)所檢視的59種植物、47種無脊椎動物、59種兩生爬蟲類、388種鳥類及10種哺乳類當中,其中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,且與氣溫變化的趨勢有相關性。當環境不適合生存時,有些物種可以透過播遷至較適合的環境而得以存續,但是其他物種卻無法如此因應,例如隨著氣溫上升,偏好低溫的物種可以遷徙至更高緯度或海拔以獲得較佳的氣溫條件,然而原本棲息於高緯度寒帶、極區以及高海拔生態系的物種可能就會面臨「退無可退」的窘境;此外,降雨減少會使淡水生態系水量限縮、水質惡化,進而威脅物種生存,然而淡水生態系物種的生存極度依賴水源,加上播遷能力有限,較難遷徙至較佳的環境,如果再加上其他環境因子惡化(例如氣溫上升)的「多重夾殺」,將導致淡水生態系面臨嚴重威脅。

圖說:氣候變遷可能影響竹子的分佈範圍,進而影響大熊貓的生存|圖片拍攝:Fernando Revilla|圖片來源:維基百科。

圖說:氣候變遷可能影響竹子的分佈範圍,進而影響大熊貓的生存|圖片拍攝:Fernando Revilla|圖片來源:維基百科

由於一個生態系的物種間有著動態複雜的交互作用,氣候變遷不僅可透過環境因子的改變而直接影響物種生存,也可透過物種間的交互作用(例如攝食、競爭、授粉與種子傳播)而連帶影響其他物種。例如,在中國秦嶺的一項研究指出,氣候變遷將造成竹子分佈範圍改變,進而影響大熊貓的生存;另一項針對1,420種傳粉者與429種植物的模擬研究發現,全球暖化會改變植物開花的時間(例如花期提早、延遲或縮短),使傳粉者能夠找到的花變少,結果使植物的繁殖與傳粉者的生存雙雙受到影響;此外,許多島嶼物種由於長期與大陸隔離導致播遷及防禦能力較差,一旦這些物種遇上了因應氣候變遷而遷入的新物種,可能就會無法與「新住民」競爭而消失。除了透過直接影響一個物種來影響其他物種,氣候變遷也可能透過直接影響一個生態系來影響其他生態系,例如當河川上游的森林生態系因暴雨而導致土壤流失,一旦這些被沖刷的土壤隨著河道排到海中,並且在沿海的珊瑚礁沉積,就會威脅珊瑚礁生態系的存續。


一旦生物多樣性遭到破壞,我們也無法倖免

生物多樣性是人類賴以維生的重要基礎,因此當氣候變遷導致生物多樣性流失時,也會使人類福祉連帶受到影響。就海洋漁業而言,當今海洋漁業資源已受到汙染、過度捕撈及棲地破壞的威脅,而氣候變遷除了導致海水溫度上升、溶氧量下降及海流改變,也透過海水二氧化碳溶解量上升導致海洋酸化,進一步影響海洋生態系、魚群生產力與活動範圍,以及漁場分佈與漁獲量,最終對漁業經濟造成衝擊。舉例來說,1997至1998年間的聖嬰現象導致秘魯及智利的魚粉出口值減少82億美元。

在公共衛生方面,許多病原及其病媒缺乏保持恆溫的機制,使其生長受到環境溫度的影響,一旦氣候變遷改變病原與病媒的生長週期與分布範圍,就有機會影響傳染病爆發的地區與規模。以登革熱為例,研究人員利用溫度、溼度等氣候因子來模擬登革熱的病媒—埃及斑蚊(Aedes aegypti)在多個國家的生長狀況,結果發現在中美洲及南亞的多個國家模擬所得的埃及斑蚊族群量,與這些國家的登革熱的病例數有顯著相關性,而美國一項針對登革熱另一種病媒蚊—白線斑蚊(Aedes albopictus)的研究則發現,暖化將使白線斑蚊的分佈範圍往北方擴張,並且使南方的白線斑蚊壽命縮短,進而縮短南方的登革熱流行季。

圖說:氣候變遷可能降低咖啡的基因多樣性|圖片拍攝:Jmhullot|圖片來源:fotopedia

圖說:氣候變遷可能降低咖啡的基因多樣性|圖片拍攝:Jmhullot|圖片來源:fotopedia

農業生產也會受到氣候變遷的影響。除了直接影響作物本身的生長,氣溫與降雨型式的改變也會影響作物與授粉者、害蟲及病原的互動,而隨著氣溫上升,作物害蟲與病原可能會逐漸往高緯度地區移動而造成新的災情。此外,氣候變遷也可能降低農作物的基因多樣性。以咖啡為例,雖然目前咖啡大多來自人工栽培,野生咖啡對於咖啡產業仍然很重要,因為野生咖啡保有大量的基因多樣性,具有對抗病蟲害的潛力,此外許多野生咖啡分布的地區同時也具有豐富的生物多樣性,然而一項利用模擬方式來預測野生咖啡未來分佈的研究發現,野生咖啡的分布面積將因氣候變遷而大幅降低,在最好的情況下會降低38%至65%,最壞則會降低90%至99.7%。


以系統觀點因應氣候變遷與生物多樣性流失

因應氣候變遷的手段可分為兩大類:減輕(mitigation)與調適(adaptation)。減輕指的是減少二氧化碳的排放,藉由提高能源效率、使用再生能源,或是增加二氧化碳的儲存,例如造林、護林、碳捕捉及封存技術;而調適則是指降低氣候變遷衝擊的相關措施,例如為了保育生物多樣性而劃設多個保護區,並規劃廊道將保護區串連成網路,使生物較能因應氣候變化遷移至適合的環境,以提高生存的機會;為了因應降雨減少而採取開發水資源的措施,以解決水資源不足的困境;或是為了因應氣候災害而建造堤防、滯洪池等防災設施,以減少災害衝擊。不論是減輕或是調適措施,如果沒有妥善地評估、規劃與執行,不僅無法達到目的,還將造成意想不到的副作用。以造林為例,如果在造林前沒有妥善評估造林預定地的現況,就可能導致生物多樣性流失,例如為了造林而破壞具有豐富生物多樣性的濕地;而為了種植生質燃料作物而砍伐熱帶雨林,不僅會破壞生物多樣性、喪失森林原有的固碳能力,植物體腐爛後也會釋放溫室氣體,與當初為了減少溫室氣體排放而開發生質燃料的目的背道而馳,德國環保人士在近幾年特別提出這樣的反思。

圖說:都市濕地可提高生物多樣性,也可以作為滯洪池|圖片拍攝:Lamiot|圖片來源:維基百科

圖說:都市濕地可提高生物多樣性,也可以作為滯洪池|圖片拍攝:Lamiot|圖片來源:維基百科

儘管規劃不慎可能導致負面結果,但若能採用系統性的全面觀點,將氣候變遷與生物多樣性納入規劃考量,就有機會同時因應氣候變遷與生物多樣性流失的問題,即使是在需要發展的情況下,也能減少對生物多樣性造成的衝擊,例如日本在2010年《生物多樣性公約》第十屆締約方大會所提出的《里山倡議》(Satoyama Initiative),即是提倡在高山與平原之間的淺山地區,透過因地制宜善用生態系提供的服務、結合傳統生態學智慧與現代科技,以及開創新的土地共同管理系統,讓人類的社會經濟活動(包括農業與林業)得以邁向永續,並且保有一定程度的生物多樣性,實現自然與人類社會共存共榮的理想。此外,提高都市生物多樣性的措施可以幫助人類調適極端氣候,例如藉由在都市規劃綠帶增加透水表面,減少暴雨造成地表之逕流,並且利用濕地發揮滯洪池功能。


結論

為了以系統性途徑因應氣候變遷使生物多樣性流失的危機,在研究方面需要更多跨領域的整合研究,同時考量自然、社會與經濟系統的相互關聯;在政府方面不僅需要讓氣候變遷與生物多樣性成為政府內部的主流議題,還需要跨部門與層級在政策制訂與推行的協調合作;為了長久推展,亟需跨領域整合與協調溝通的工作,在教育方面必須培養學生能夠以系統觀點看待氣候變遷、生物多樣性與永續發展相關的議題,使這些議題不再是分別獨立的個體,而是能被視為相互關聯的整體,藉此養成能以跨領域觀點思考氣候變遷因應措施的整合型人才。


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延伸閱讀

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