人類與環境的相互聯繫（三）氣候變化(climate change)的多重效應

人類與環境的相互聯繫（三）氣候變化(climate change)的多重效應
花蓮縣立宜昌國中理化科林建義教師/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 台灣地區近年來豪大雨的強度與頻率都有增加的趨勢，這樣的氣候變化對台灣的環境與生態會造成那些改變？

2. 台灣現有的水庫蓄水量逐漸減少，可能的原因是甚麼？你覺得可以如何改善？

人類活動對環境、生態系統服務及人類福祉都有多種直接影響。例如，二氧化碳的排放既能導致氣候變化，又可導致海洋酸化。人類活動造成多重環境影響的另一個典型例子就是氣候變化。

氣候變化與環境的多重影響

氣候變化和生物多樣性之間的聯繫，可以分別透過陸地、水及大氣之間的交互影響進行說明(圖 1)。在很多例子中，生物多樣性受到多種壓力的影響，這些壓力包括：土地退化、土地和水的污染及外來物種入侵等。

圖1：土壤沙漠化 (desertification)、全球氣候變化及生物多樣性損失之間的聯繫和回饋圈。

圖1說明：綠色文字表示聯繫過程中涉及的主要生物多樣性。粗體文字表示受生物多樣性損失影響的主要對象。生物多樣性損失的主要元素（綠色文字）直接影響到土壤荒漠化（粗體文字）。在圖片中，內部的迴圈圈通過土壤侵蝕聯繫土壤荒漠化、生物多樣性損失及氣候變化。外部迴圈圈表示生物多樣性損失和氣候變化之間的聯繫。在外部迴圈圈的上半部分，主要生產過程及微生物活性的降低導致碳封存減少及全球氣候變暖。在外部迴圈圈的下半部分，全球氣候變暖導致土壤水分蒸發蒸騰損失總量上升，從而影響了生物多樣性；因為不同物種對二氧化碳濃度上升的反應不同，種群結構及生物多樣性也會發生變化。

氣候變化對環境產生了額外的壓力，也影響了生物多樣性，其影響包括動植物繁殖時間、動物遷徙時間、生長期、物種分佈及種群數量，特別是動植物物種向高緯度地區的擴張、蟲害和疾病爆發的頻率。世界上許多地方的珊瑚礁白化現象和季節性海平面溫度上升有關。區域溫度變化已經導致河流流量和極端天氣現象(如洪水、乾旱及熱浪等)出現的頻率和強度發生了改變。這些變化已經影響到生物多樣性及生態系統服務。

這些變化的主要原因是因為土地使用方式的變化，特別是陸地覆蓋率的變化造成的。土地使用方式和土地覆蓋率的變化，如森林開採以及把林地轉化為農業用地， 都會影響生物多樣性和地表水系統，並導致土地退化。上述活動不僅在物種層面上改變生物多樣性，而且會導致生物棲息地喪失、生態系統的分割和變化，還因為改變當地生態平衡、降低植物覆蓋率以及土壤中的碳流失，而造成全球氣候發生變化。然而，土地使用方式上的某些變化，如植樹造林和林地恢復等，卻能提高生物多樣性，並促進當地的生態平衡。

土地退化會導致遺傳和物種多樣性的損失，包括栽培或者馴養物種的多樣性的損失。這意味著醫療、商業及工業產品將損失潛在的來源。另外，從森林向農業用地轉化或森林退化，會影響生物物理過程及生物地球化學過程，尤其是水文循環圈。土地植被減少會導致水土保持功能降低，從而造成洪水和侵蝕增多、表層肥沃土的流失，導致土壤中的水分和有機物含量減少，最終導致河流和湖泊等水系的惡化。

圖2：未受破壞的珊瑚礁具很高的生物多樣性。 (圖片來源：http://zh.wikipedia.org/wiki/File:Blue_Linckia_Starfish.JPG)

在淡水和海岸地區，土地退化會影響沉積物的流動性能和輸送功能，進而影響生物多樣性。如臨近海岸和大陸棚的珊瑚礁（圖2）、紅樹林及海草的多樣性。在某些情況下，被吸收進土壤的顆粒活性污染物 (如持久性有機污染物)會加劇這些影響。

水資源管理方式也會影響陸地系統、淡水系統、海岸及近岸水域系統。例如，取水量及河流改道都會影響生物多樣性、陸地和水生生態系統的功能，以及陸地植被覆蓋率。人為的污染、淤積、開鑿運河及取水等，同樣對生物多樣性帶來不利影響，它改變了生態系統的功能，以及上下游生態系統的生物組成。這些因素還會導致土地退化(尤其是鹽鹼化)，以及更多的外來物種入侵。

面對高度複雜的環境系統變化，人類在未來與目前的發展方向與方式，都需要更加審慎的評估與規劃，特別是任何的土地開發與利用，一定要兼顧原本生態系統的平衡。人類活動與環境是如此多重影響，又相互聯繫，不可能單獨看待。也因為如此，21世紀的環境政策需要全球各國凝聚共識，多方面一起努力，才有機會看到改善的成效。




參考資料：
1. 英文維基百科：Climate change feedback （http://en.wikipedia.org/wiki/Climate_change_feedback）
2. 中文維基百科：生物多樣性 （http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%A4%9A%E6%A8%A3%E6%80%A7）
3. United Nations Environment Programme 2007: Global Environment Outlook – environment for development (GEO-4). （中文版：聯合國環境規劃署2007：《全球環境展望4 ——旨在發展的環境》），第八章。（http://www.unep.org/geo/GEO4/report/GEO-4_Report_Full_CH.pdf）