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計畫摘要

  人為活動排放大量溫室氣體及懸浮微粒到大氣,造成全球環境急速變遷,為減少碳排放減緩氣候變遷,全球有多達195個國家簽訂國際氣候協議-《巴黎協定》,欲控制全球增溫幅度在本世紀不超過攝氏2度,並以1.5度為標竿,臺灣也制定了相關政策並響應聯合國2030 永續發展(SDG)及2050年淨零排放 (2050 Net-Zero Emission)的目標,但海洋已有酸化、溶氧下降,溫度上升和水圈循環增強的現象,極端氣候事件發生的頻率及強度增加,對社會環境和經濟造成重大衝擊已在世界各地發生。根據IPCC氣候變遷第六次評估報告(IPCC AR 6)與臺灣氣候變遷評析更新報告,臺灣未來面對的是乾季越乾濕季越濕,颱風個數減少和強度增加,梅雨季有西南氣流強度增加、西部雨量變多變大的情境,可預見臺灣近岸生態系統承受氣候變遷的衝擊將更加劇烈,使生態系統的功能退化甚至改變。

  過去二十多年,海洋科學家紛紛加入相關的研究,但目前所知仍不足以預測未來環境及生態變化,尤其是熱帶海洋,臺灣橫跨熱帶以及亞熱帶海域,本團隊承地利優勢,投入熱帶海洋變遷研究,已在2017年於 Nature Climate Change 發表的研究發現由於暖化, 65年間日本海深水的酸化、缺氧速度,比日本海以及大洋表水快;這項出乎意料的結果由IPCC AR6引用, 而我們希望擴大研究範圍。

  臺灣周遭的海水已有逐漸變酸、變淡的現象,西南海域的浮游植物、浮游動物、蝦蟹幼苗、魚卵及仔稚魚在pH小於7.8時,豐度明顯降低;草蝦在酸化環境下,總氨基酸濃度降低,白蝦的免疫力也下降;溫升/暖化和強降雨等多重環境因子的大幅變動,也造成臺灣西南海域劍蝦組成改變、分布北移及產量下降(年產1200降至200公噸),還有牡蠣病蟲害問題加遽等產業失調問題;臺灣南部珊瑚礁生態系統因酸化及極端降雨海水變淡,造成潮間帶海洋生物大量死亡與造殼生物代謝和生長異常等成果,雖然這些研究已清楚呈現各種生態系統都受到影響,但酸化、缺氧、變淡在各種生態系統的生地化作用機制不同,生物的逆境反應也不同,生態系統的韌性無法評估。

  為能永續海洋生態,本研究將探討造成熱帶海洋酸化、缺氧和海水變淡之人為、氣候與生態之間的耦合機制,聚焦在(1)量化過去幾十年間南海、西菲律賓海不同水層的pH、溶氧以及鹽度改變量(背景值)、(2)探討東沙及小琉球海域營養鹽及有機質的來源與通量,藉此了解人為污染、地下水等來源對當地生地化循環、海草床及珊瑚礁生態的影響、 (3) 探討酸化、缺氧、變淡對西南海域海洋生物、近岸漁業與遊憩服務功能的影響,及(4)進行東沙環礁、龜山島、南灣、SEATS測站、斯里蘭卡、吐瓦魯、帛琉等實地海域的探測。冀透過此計畫,提供熱帶海洋不同生態系統受酸化、缺氧、變淡影響及其軔性的科學數據,以為我國在因應氣候變遷(SDG13及SDG14)及2050淨零排放之管理策略擬定所用。