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氣候變遷對珊瑚礁的衝擊
發文日:99/11/02
珊瑚礁與氣候變遷

       全球氣候異常、溫室效應、海平面上升、臭氧層破洞…等,是你我息息相關的環境問題。為了解決環境變遷所造成的問題,科學家做了許多的環境觀測紀錄,希望了解現況,並且從紀錄中尋找環境變遷的歷程,其中,珊瑚就是重要且主要的來源之一。珊瑚成長的過程中,會不斷的吸收海水中的碳、氧、鈣等物質,作為形成碳酸鈣骨骼的原料,因此在這個過程中,珊瑚的骨骼變記錄了當時海水的化學特性,包括海水溫度、降雨量、鹽度變化、湧昇流強度、污染情況等環境資訊。另外,骨骼內的年輪也是重要的環境變遷資料,因為珊瑚累積骨骼的速率會受到海水溫度的影響,因此四季不同的水溫,珊瑚礁的骨骼便會出現疏密間隔的紋路,產生和樹木相似的年輪,科學家便可藉由這樣的年輪,推測珊瑚生長地區,每一年、甚至每個月連續的海洋環境變化資訊,這些資料對於了解全球氣候變遷的情形,以及人類活動對自然環境所造成的影響,具有相當重要的意義。

       地球氣候的變遷原本是自然發生的事件,但人類的活動卻加劇影響氣候變遷,溫室氣體迅速地排放到大氣中,擋住了應散逸到太空中的熱,加強溫室效應。溫室氣體包含了二氧化碳(CO2)、水蒸氣、甲烷(CH4)、臭氧(O3)、一氧化二氮(N2O)等,以相同量來比較,二氧化碳的溫室效應應該是最差的,但水蒸氣的含量不易因人類活動而有所增減,其他氣體的排放與二氧化碳比較,量非常少,因此一般提及溫室效應,都會想到二氧化碳。除了暖化,二氧化碳溶在海水中還會造成「海洋酸化」(ocean acidification)現象 (海水中的氫離子(H+)增加),海水中的「碳酸根(CO32-)」就會減少,而碳酸根是形成植物性浮游生物、動物性浮游生物的殼以及珊瑚骨骼之原料---碳酸鈣(CaCO3)的材料,因此海洋酸化會減弱珊瑚礁的結構,進而改變珊瑚礁的生態系,這意味著珊瑚礁的成長減緩,也降低它對大自然侵蝕的抵抗力,一旦珊瑚白化後,就算有可能復原,也需要更長的時間。

       適合珊瑚生長的水溫範圍18~30℃的淺海,生長最適溫度於23~28℃之間,太高或太低的水溫持續太久都會對珊瑚造成壓力甚至產生白化現象。若水溫持續高於30℃,將導致珊瑚熱壓力增加。熱壓力(Degree Heating Week,DHW):美國國家海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)用以評估珊瑚白化風險與溫度累積效應的指標,計算的方式是將海水溫度減去閾值,再乘上星期,得到的數字以攝氏度/週為單位。若數字超過4有嚴重的珊瑚白化風險,超過8則會看到廣泛的珊瑚白化甚至死亡的情況(請參考:  台灣南、北海域1985年到2020年每月平均最高海水表面溫度圖與於2020年兩海域珊瑚所承受的熱壓力曲線圖。圖表來源:郭兆揚簡報資料)
       由台灣珊瑚白化觀測平台中研院生物多樣性研究中心博士後研究員郭兆揚發表觀測南北臺灣海域1985年到2020年每月平均最高海水表面溫度曲線,配合計算珊瑚所承受的「熱壓力」指數。郭兆揚指出,2020年台灣南部海域珊瑚所承受的熱壓力指數超過15,遠超過同樣發生珊瑚大白化事件的1998年及2016年的熱壓力指數10(請參考: 海洋「熱壓力」致2020年最大規模珊瑚白化--台灣珊瑚白化觀測平台 島人海洋文化工作室負責人 蘇淮 )

       台灣珊瑚白化觀測平台召集人中研院生物多樣性研究中心研究員陳昭倫呼籲政府須宣布氣候緊急狀態,採取急速減碳行動。他表示全球若能在2050年達到淨零碳碳排,把升溫能控制在1.5℃之內,全球將有機會保留10~30%面積的珊瑚礁,「這些存活的珊瑚礁,將成為復原其他海域珊瑚生態系的種原庫」。陳昭倫表示,珊瑚白化是珊瑚與共生藻(合稱珊瑚共生體)對於逆境的生理反應,並不等於珊瑚死亡。就如同得到流感會有頭暈、流鼻水等症狀一般。但是如果逆境持續,例如持續接觸高溫和強光,珊瑚共生體超過生理極限,就會陸續死亡。大量珊瑚因白化死亡,將會影響整體珊瑚礁生態系的功能,進而影響相關漁業、觀光等與珊瑚礁依存的人民的生計(國立海洋生物博物館-相關報導)。

       近年,氣候變遷導致珊瑚白化愈趨嚴重,台灣環境資訊協會也公布長達12年、紀錄25處珊瑚礁生態長期變化的「台灣珊瑚礁體檢成果報告(2009-2020)」,全球珊瑚礁面積減少一半以上,其孕育的生物多樣性也下降逾六成。研究指出,澳洲大堡礁面積已減少40%、佛羅里達島礁和加勒比海的珊瑚礁面積甚至少了90%。台灣過去曾有「珊瑚王國」美譽,如今各地珊瑚礁長期浸泡在攝氏30度的海水裡,慘遭前所未見的大規模白化。2020年美國國家海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)將台灣海域的珊瑚白化警告提升到最高等級,意味著全台灣的海域都面臨著大規模珊瑚白化,甚至是死亡的危機。海委會海保署統計,台灣珊瑚礁主要以墾丁、綠島、蘭嶼等海域為主。台灣目前已有107種珊瑚列入國際自然保育聯盟瀕危物種紅皮書(IUCN Red List)的受威脅物種名單。

       6月1日是世界珊瑚日,根據聯合國《珊瑚礁復育指引報告》,珊瑚復育是國際認可調適珊瑚白化最有效的方式,目前全球至少有56個國家啟動珊瑚復育計畫(ESG遠見-【世界珊瑚日】台灣珊瑚亮紅燈!「粉紅泡泡」夢幻奇景消失中?)。就目前氣候變遷的情況而言,珊瑚礁或許還不會完全消失,但他們的外觀、組成及結構已經大幅改變,如果我們再繼續毫無預警的排放溫室氣體,加速氣候的變遷,人類將會毀滅如此綺麗的生態系。