氣候變遷對台灣海洋的影響（上）

撰文：林幸助 (國立中興大學全球變遷生物學研究中心主任)

劉弼仁 (國立東華大學海洋生物研究所助理教授)

台灣多樣化的海洋生態系

台灣面積只占地球表面積約0.003%，但是海洋生物的種類數可達到全球種類數的10%，單位面積的海洋生物多樣性比例極高。其中重要原因之一是台灣周遭海域因為地質、地形、氣候、潮汐與波浪作用力不同，棲地呈現多樣型態，而多樣化的棲地類型可以廣納不同的生物種類（圖1）。台灣本島周遭的海岸棲地包括軟底質的泥沙灘、河口潟湖、鹽澤、紅樹林、海草床等，受沿岸地質影響，大多分布於地勢和緩的西部海岸，而東部海岸僅在有泥沙沉積的河口處可見。其海洋生物種類與數量與本島北部、南部與東部硬底質的岩礁、珊瑚礁與藻礁等沿岸棲地，或者東部沿岸外之大洋生態系極為不同。在離島方面，馬祖沿岸多為岩礁，金門沿岸為岩礁與泥沙灘交錯，而位於南海的東沙島與南沙太平島則是沙灘、海草床與珊瑚礁交互錯落。

氣候變遷透過許多方式影響到海洋生態系，包括水溫上升、海平面上升、海水酸化、洋流型態改變、颱風、暴雨、暴潮及泥沙沉積物大量輸入等。在這些因素的交互作用之下，已經對海洋基礎生產力、生物多樣性、生物組成之時空分布，以及海洋生物之生態習性與生理功能造成極大影響，甚至透過「階梯效應」（註釋）影響到整個食物網結構與功能，造成海洋生態系統之相變。

海平面上升對於紅樹林、鹽澤及泥沙灘的威脅較大

不同棲地對氣候變遷的影響有不同程度的反應。海平面上升對於紅樹林、鹽澤及泥沙灘的威脅較大，而珊瑚礁與海草床則是對水溫、沉積物、濁度、風暴潮（註釋）、水下光度、鹽度及鄰近地區淡水入流量的變化較為敏感。雖然，水溫升高及二氧化碳濃度增加在短時間會加速植物生長，但是，長時間看來可能導致沿岸紅樹林、鹽澤及海草數量下降、沿岸生物棲地減少，尤其是當引發暴潮或暴雨時，會加速沿海濕地的侵蝕速率，甚至在一夕之間使整個沿海棲地消失殆盡，導致其生物盡數絕滅。

台灣海域表層水溫上升幅度高於全球海域，且北部較南部明顯。

氣候變遷對於台灣海域生態的影響相對於其他海域可能更為嚴重，因為台灣周邊海域表層水溫上升幅度預期高於全球海域平均，預估2060年水溫上升攝氏0.5～3.0度，夏季與冬季平均水溫分別上升至攝氏27～31度和20～24度，而且北部海域較南部明顯。

全球水溫上升 物種向北遷移

水溫上升會造成表層暖水與底層海水的水體交換停滯，水層營養鹽濃度減少，影響表層微藻生長，進而降低基礎生產者之固碳速率，海洋基礎生產力下降，嚴重影響海洋生態系食物網。全球暖化造成生活在低緯度地區的暖水性物種向北遷移，高溫海水可能使生物生長季節拉長、生長速率加快、生命週期縮短，而讓生物量高峰期提前出現，亦使海洋生物生殖能力降低、幼生期死亡率增加、個體變小。同時高溫提升水中耗氧率，易造成低溶氧環境，進而出現死亡區，滋長許多海水細菌，導致生物疾病發生，而且溫度亦會影響赤蠵龜等海生兩爬類的卵孵化率及孵化性別比例。

逐漸酸化的海

各種海水實測的pH值時間序列變化，都呈現下降趨勢，表示海洋處在逐漸酸化狀態。模擬結果顯示，於2100年海水平均pH值將由工業革命前的8.2下降到7.8。海水優養化是另一項造成沿岸海水酸化的因素。其主因是河流帶來的營養量增加，沿海生產力因而提升，所生成之有機碳會慢慢沉積到海底。夏季表層水受熱，海水層化而減少海水的垂直交換。這些有機物一旦分解，除了消耗底層水的溶氧外，同時也會釋出二氧化碳及酸性物質，造成海水酸化。

台灣附近顯而易見的例子是流進東海的長江水，其營養鹽濃度持續上升，造成東海底層水低氧範圍持續擴大，廣達12000平方公里。東海若持續優養化，將加快東海海水的酸化，可能更進一步影響到臺灣北部海域的酸化。海洋環境逐漸酸化，會降低魚卵孵化率，減緩魚類發育初期階段之生長能力、影響骨骼生成、耳石發育及味覺等。

台灣海平面變化率高於全球海域平均，約為全球平均之三倍！

台灣周圍海域的海平面變化率亦高於全球海域平均，約為全球平均之三倍。從1993～2003年，台灣附近海域的海平面上升趨勢約為5.7 mm yr^–1 (每年增加的平均高度)。若以大氣海洋環流模式預估海平面上升量，到21世紀後期(2081 ~ 2100年)，四種不同情境之海平面上升量為0.40～0.62 公尺，我國沿海低窪及地層下陷的地區勢必受到影響，宜及早制定調適策略因應。

註釋：

階梯效應(Cascade effect)：一系列由一個關鍵物種在生態系統中的主滅絕引發的二次滅絕。

風暴潮(storm surge)：是由熱帶氣旋、溫帶氣旋、冷鋒的強風作用和氣壓驟變等強烈的天氣系統引起的海面異常升降現象。(參考來源 )

編按：下一篇將繼續談論台灣在氣候變遷對海洋生態影響方面的研究。