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因應氣候變遷-生物多樣性風險評估研究

林務局 管立豪.張弘毅.許曉華

一 . 前言

  生物多樣性對人類福祉的重要性雖已受到舉世的肯定,但是生物多樣性的快速流失及其引發的風險也受到全球的關切,尤以近年全球暖化及氣候變遷下極端氣候事件的頻頻發生,生物多樣性因氣候變遷而受到嚴重的損失。然而由於生物多樣性的複雜度高,使得我們難以預測生物多樣性在氣候變遷的各種假設狀況下,會產生甚麼變化和後果,而預測的困難度顯然會增高管理和生態災難的風險。

二 . 氣候變遷對生物多樣性的影響案例

  根據本局委託臺灣大學邱祈榮副教授團隊季進行國內外文獻蒐集研究指出,國外研究學者 Dury et al., ( 2010 )以全歐洲為範圍,藉由 CARAIB ( Carbon Assimilation in the Biosphere )植群模式,分析了氣候變遷對森林生態系的影響。在模擬二氧化碳排放維持或上升的氣候變遷模式情境, 2081-2100 年時期,北歐區域和高海拔區域的淨初級生產力將明顯提升,夏季乾旱將更頻繁與更強烈,而使林火風險和年焚燒面積提升;植群組成方面,包含北寒林、冷溫帶林、溫帶林等林型都會北移。

  臺灣大學童慶斌與楊奕岑在 2006 年進行「氣候變遷對櫻花鉤吻鮭適當棲地之衝擊」研究,模擬櫻花鉤吻鮭棲地的水溫,以評估氣候變遷造成的衝擊,並藉由機種氣候變遷模式,推估水溫在 2010-2039 年、 2040-2069 年、 2070-2099 年等不同時期的變化趨勢。結果顯示在現生氣候下,一年當中僅七月最高水溫會超過 17 ℃,不適棲地長度為 700 公尺,但在氣候變遷影響下,六至八月的最高水溫皆會超過 17 ℃;在長期的變化下,適宜棲地將會縮減到現生氣候的一半以下。以上案例,不論是歐洲的森林或臺灣的櫻花鉤吻鮭,未來都將因氣候變遷受到影響,甚至無法在原棲地生存,一旦關鍵物種消失,隨之而來的是生態系變得不健康,進而無法保障人類未來的生活。

三 . 因應氣候變遷生物多樣性風險評估之規劃研究

  由於物種對氣候變遷的反應不一,因此若能利用物種分布、生活史、播遷能力、族群變動和其他物種之關係等特徵,找出對氣候變遷下最敏感、或最易產生變化的物種、族群、生態系及資源,進行敏感度研究分析,評估其脆弱度與風險,作為監測氣候變遷及其影響之指標,進而規劃風險管理,有助於相關單位提出調適之因應措施,以確保臺灣豐富的生物多樣性,並使生態系持續提供各種服務。簡介本局自 97 年起進行相關之研究計畫如下:

(一)高海拔山區草原生態系變遷調查

  全球氣候正在快速的暖化,會強烈地改變現存生物圈的外貌高山地帶主要是由低溫條件所構成的生態系統,高山地帶( alpine zone )的生態系統對於溫度之升高更為敏感,因為許多高山山頂的生物物種將無法有更高的棲地可供其遷移,而有趨於絕種的危機。針對氣候變化如何影響高山生態環境而建立的一個國際性研究網,於 1979 年發展「全球高山生態環境觀測研究計畫」( Global Observation Research Initiative in Alpine Environment ,簡稱 GLORIA )研究氣候變化對於高山植物及其社會群落的衝擊。本局於 97 至 99 年間補助中山大學,依據 GLORIA 標準建置了 5 個樣區,分別在大水窟山、雪山、合歡奇萊、南湖大山及向陽三叉山等處,並將樣區調查資料、相片等依據標準上傳至 GLORIA 網站資料庫,並將於今( 102 )年開始進行資料複查作業,以利國際其他研究團體進行全球高山草原生態系變遷之預測。

(二)建立氣候變遷對生物多樣性風險與脆弱度評估模式及因應策略規劃

  全球氣候變遷及極端氣候的現象受到各界相當程度的重視,國際間對於生物多樣性及生態體系受到全球氣候變遷衝擊的程度,也已引發相當程度的研究及討論。為評估生物多樣性在氣候變遷下的脆弱度,處理氣候變遷對生物多樣性不確定性的問題,進而規劃風險管理。本局 101 年委託臺灣大學邀集包含氣候變遷、地理資訊及生態物種保育等專家學者,組成研究團隊,依據國科會建置之「臺灣氣候變遷推估與資訊平台建置」( TCCIP )提供之氣象資料進行推估,利用「台灣生物多樣性資訊機構」( TaiBIF )所整合之 28 個資料集,共 150 萬多筆資料,暨本局「國家植群多樣性調查與繪圖計畫植群樣調查資料庫」的 58 萬筆資料等,進行易受氣候變遷影響之物種或族群篩選。分析在極端氣候下生物多樣性的生態、物種、遺傳多樣性不同層面的特性、分布的脆弱度、敏感度及適應力之差異(如圖 1 )。鑑定發展執行計畫的基本元件與知識的缺口,以擬定研究的優先順位,進而檢討既有的生物多樣性保育政策,提出因應氣候變遷之策略與管理措施。

(三)臺灣植群之脆弱度評估與風險管理研究

  氣候變遷對生物多樣性的具體影響,取決於不同物種的遷徙能力和適應極端氣候的能力。影響最大的可能是稀有、特有及脆弱的生物族群及生態體系結構受到破壞。此外,外來物種的入侵現象,似乎也隨著全球氣候變遷而加劇,間接造成原生物種消失及原生生態系失衡。本局 102 年補助宜蘭大學團隊,藉由南仁山永久樣帶及欖仁溪永久樣區森林動態研究、福山森林動態樣區物候研究、台灣水青岡的遺傳多樣性及森林片斷化研究、維管束植物的地理分布等面向,依據森林動態、物候變化、生育地片斷化、及植物地理分布等議題的探討,並根據歷史植群樣區資料、植群樣區及全國入侵植物調查資料、與標本館所收集的國內外標本資料,加以分析比對,嘗試辨識出何類物種及生態系統最為敏感,最易受到氣候變遷模式所預測出的變遷特性影響,其監測及預測的結果可用於生態過程、植被變動、物種族群的影響及經營管理的優先選擇次序。

(四)「台灣水青岡林生物多樣性調查及保育機制之研究」計畫

  台灣水青岡又名「台灣山毛櫸」(圖 2 ),為「文化資產保存法」公告指定的珍貴稀有植物之一,也是冰河 孓 遺的落葉闊葉森林(夏綠林),具代表性及植物地理學學術研究價值。農委會於 81 年依文化資產保存法公告拉拉山、插天山一帶成立「插天山自然保留區」,以保護其內的台灣水青岡、稀有動植物資源及其生態系。於 89 年新發現宜蘭太平山翠峰湖附近的銅山地區亦有台灣水青岡生長,分布面積廣達 1,100 公頃,為該種最大的棲息地。台灣水青岡因分布於山頭稜線上,在全球氣候暖化的影響下,族群無法向高海拔遷移,族群存續產生危機,本局因此於 98 至 100 年推動「台灣水青岡林生物多樣性調查及保育機制之研究」計畫,由宜蘭大學陳子英教授團隊進行台灣水青岡棲地調查及監測工作(如圖 2 ),分析各地族群變異狀況,以瞭解各地族群現況,研擬族群保種試驗、及棲地改善措施,本局刻正依森林法及自然保護區設置管理辦法,規劃公告為自然保護區。

四 . 結語

  儘管未來氣候變遷有許多不確定性而難以預測,為了降低生物多樣性因氣候變遷而受到嚴重的損失,許多國家開始採取必要措施,加以因應。本局除邀集行政院國家永續發展委員會生物多樣性分組各部會,執行生物多樣性永續發展行動計畫下,納入相關必要之行動事項外,亦藉由進行生物多樣性在氣候變遷下的脆弱度與風險之相關研究,以及早規劃應採取的措施與作為,以減輕氣候變遷對物種、棲地的衝擊,提升生態系多樣性與連貫性,從而保護或復育其自然調適的潛力。

圖 1 氣候變遷影響下生物多樣性領域的調適範圍與課題(邱祈榮副教授提供)

圖 1 氣候變遷影響下生物多樣性領域的調適範圍與課題(邱祈榮副教授提供)

圖 2 太平山國家森林遊樂區台灣山毛櫸原始純林(秋天)

圖 2 太平山國家森林遊樂區台灣山毛櫸原始純林(秋天)

圖 3 台灣水青岡森林的分布圖(陳子英教授提供)

圖 3 台灣水青岡森林的分布圖(陳子英教授提供)

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