「珊瑚礁50」拯救2050年前倖存者的全球倡議 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

「珊瑚礁50」拯救2050年前倖存者的全球倡議

建立於 2017/05/09
作者:陳昭倫(中央研究院生物多樣性研究中心研究員)

熱帶珊瑚礁,地球唯一由無數個微小珊瑚蟲分泌的碳酸鈣骨骼與鈣化藻膠結,經過數百萬年堆疊而成的生態系,提供超過1/4海洋生物在其中共生、共棲、生殖與攝食,完成生活史中許多關鍵性時期的場域。

一個健康與完整的珊瑚礁生態系不僅展現海洋繽紛色彩的生物多樣性,也是一個健康海洋重要的指標。有了健康的海洋才能持續不斷支持人類文明的發展,包括漁業提供優良的蛋白質、旅遊提供休閒與心靈的調劑、海洋藥物的開發提供明日治癒癌症的新配方、堅實的珊瑚礁岩提供抵擋狂風強浪與海岸國防的自然屏障,而遍佈於太平洋的珊瑚礁更是提供南島語族千年航行,串連古今台灣尋找自我認同的歷史依靠。根據2015年世界野生生物基金委託史密森尼研究中心估計,全球珊瑚礁的保育價值高達1兆美金,而每年可產生3000到4000億美金的漁業、觀光與醫藥等產值,直接影響超過5億人每天的生活。

繽紛的珊瑚礁。圖片來源:Nuno Gomes(CC BY-NC 2.0)。

因此,佔全球海洋面積不到30萬平方公里的珊瑚礁礁必須被永久保存,使其生態服務功能仍是未來世界文明發展的磐石。

珊瑚礁面臨的多面夾擊:全球暖化、海洋酸化、捕撈和汙染

但是,看似強壯珊瑚礁岩的背後卻是極為脆弱的珊瑚蟲與其體內共生的共生藻(又名蟲黃藻)所組合而成造礁生理機制:屬於植物的共生藻行光合作用後的氧氣、醣類直接供給珊瑚使用,而珊瑚呼吸所排出的二氧化碳和含氮廢物轉給共生藻成為行光合作用的原料。就像一般植物一樣,光強度是影響共生藻光合作用主因;除此之外,外在環境的溫度亦是影響珊瑚與共生藻生理的重要因子之一。只是在熱帶海域的造礁珊瑚已是生存於其生理溫度的上限,提高環境溫度平均值0.5到1.5℃,將對珊瑚呼吸與其體內共生藻光合作用造成極大的緊迫效性,當這樣的熱逆境效應持續超過一定時間,珊瑚與共生藻之間的共生關係將會被破壞,共生藻大量離開或是被排出,造成珊瑚暴露其白色碳酸鈣骨骼,既是所謂的「珊瑚白化」。

珊瑚白化是珊瑚對於逆境的生理反應(就像感冒一樣),當逆境移除後,珊瑚會逐漸回復生理機能後,體內的共生藻密度也會升高而重新有顏色。但是當逆境持續跨越珊瑚可以忍受的臨界值,珊瑚將陸續大量死亡。因此,當太平洋聖嬰與反聖嬰效應發生的年,或是氣候變遷造成的海洋升溫都將造成區域性和全球尺度的珊瑚白化。1998到1999年及2010、2015、2016、2017年都曾發生百公里尺度的珊瑚白化之後的礁體死亡的現象,尤其是2016與2017年發生在澳洲大堡礁北部與南部超過1000公里範圍的礁體死亡,引起了全球的關注。

珊瑚白化過程示意圖。圖1,在健康珊瑚中,珊瑚和共生藻(zooxanthellae)形成共生關係,共生藻是珊瑚主要的營養來源,也構成了珊瑚的顏色。圖2,當珊瑚緊迫時,共生藻就會離開珊瑚。圖3,珊瑚白化,沒有共生藻的珊瑚,失去了主要的營養來源,顏色變淺或是白色,此時珊瑚非常脆弱。 圖片來源:NOAA。

全球氣候變遷的原因主要是工業革命之後急速增加的溫室氣體,其中又以二氧化碳為主。而海洋承受了超過90%來自二氧化碳增加後產生的溫室效性,造成海溫升高,使得珊瑚白化的發生頻度與強度都異比往常。而二氧化碳大量融入海洋後,海水酸鹼值(pH)下降造成海洋酸化(Oceanacidification),使得珊瑚或是其他造礁生物的碳酸鈣沈積效應漸緩甚至停止,最終造成珊瑚礁生態系的瓦解。

面對這樣既熱又酸的海洋,要讓珊瑚礁生態系統持續運作,並供給我們所需的蛋白質、遊憩、藥物開發、海岸保護等等功能的生態服務,需要付出極大的溫室氣體減排的努力。但事實上,科學研究顯示自從人類有能力從事海洋漁業資源開發的歷史以來,許多依靠珊瑚礁生存的大型魚類已被大量撈捕而造成地區性的滅絕,而無法管制的漁獵行為持續的往食物鏈的底層消耗,造成珊瑚礁生態系的功能瓦解。同時,開發珊瑚礁海岸以利人口增加與觀光業發展,也一併帶來生活廢水,使得棲地破壞加上海洋染已是繼過度漁業捕撈之後,珊瑚礁生態系雪上加霜的困境。

自1980年代起,有紀錄的聖嬰現象與珊瑚白化的衝擊,在過去30年間已經使得全球50%的珊瑚礁消失於海洋。就算全世界依據2015年聯合國氣候變化大會於法國巴黎第21次締約國會議對於溫室氣體減排的協定,把全球平均氣溫升幅控制在工業化前水平以上低於1.5℃之內,據估計剩下存活於海洋的珊瑚礁生態也有90%無法存活過2050年的門檻。因此,接下來的問題是:剩下的10%在哪裏?如何透過全球的救援行動保留住這10%的珊瑚礁,讓珊瑚礁以及與其共棲的海洋生物免於全面性的滅絕?

跨國、跨領域搶救計畫啟動 「珊瑚礁50」的使命

為了找出可行的救援方法,科學家在今年(2017年)發起史無前例的「珊瑚礁50」(50Reefs)跨國搶救計畫,進行一個全球尺度的珊瑚礁救援行動,並在多個基金會支持下,由澳洲昆士蘭大學全球變遷中心與非營利組織OceanAgency於2月在印尼峇里島海洋經濟高峰會宣布「珊瑚礁50」倡議。

這個倡議邀請12位全球珊瑚礁科學研究的專家組成科學指導委員會(scientificsteeringcommittee),並由曾為跨國大企業廣告設計的專業經理人的OceanAgency創辦人RichardVevers和LornaPerry擔任攝影技術研發與媒體協調的工作。更特別的是透過邀請國際知名紀錄片導演JeffOrlowski與他的ExposureLabs團隊進行「追逐珊瑚」(ChasingCorals)紀錄片的拍攝。希望透過科學、保育、媒體溝通和影像科技研發等專業的結合,進行一個不可能的跨國救援珊瑚礁的任務。

今年4月11、12日兩天,這些人聚集在夏威夷大學位於歐胡島卡尼奧灣椰子島上的夏威夷海洋生物研究中心,試圖找出如何評選「50」個珊瑚礁的科學準則。在開會之前,網路上早就興起熱烈的討論「50」這個數字:為何不是100、150或是500?其實50只是個意象,代表著一個起頭,當科學準則確認之後,才可能是列出超過50個珊瑚礁。

經過兩天密集的腦力激盪與科學資料爭鋒相對的辯論,科學家定調出兩個主軸:

  1. 這些珊瑚礁能夠在平均溫度升高1.5℃的氣候變遷衝擊下存活
  2. 在人類努力穩定氣候、海溫回降之後,這些珊瑚礁能夠扮演重新播種(re-seeding)附近礁體的角色

而科學家間共識決定就已有全球尺度的珊瑚礁地理分布的資料庫、現今全球珊瑚群聚資料、礁體連通性與氣候變遷預測模式未來海溫區域性預測資料等透過模式組合分析(modellingofportfolioanalysis)進行保育策略決定(conservationdecision-making),最後將不同區塊的珊瑚礁進行保育價值排序,找出前50名,於今年10月正式向全球宣布這個50個必須要搶救的珊瑚礁。在10月之後將有「追逐珊瑚」這部影片的全球播放計畫,透過強力的媒體放送,才是推動「珊瑚礁50」保育行動的序幕。

雖然珊瑚礁占海洋面積不到0.2%,但卻廣佈於超過100個國家,除了少數的美、英、日、法、澳等已開發國家之外,擁有珊瑚礁的國家絕大部份都是位於三大洋的開發中或是未開發的島國,甚至有些國家如太平洋島國的存亡,完全是依賴珊瑚礁的健康與否。「珊瑚礁50」這個全球倡議,不僅在保留與放棄之間就這些國家或珊瑚礁做出選擇建議,也希望透過這樣的計畫,促成一個全球保育珊瑚礁的具體行動。因為除了海溫升高與海洋持續酸化之外,還有過度漁業捕撈、棲地破壞與海洋污染等地區性的問題,日以繼夜不斷吞食我們每天生活所依靠的珊瑚礁。這些問題很可能在50個珊瑚礁選定的策略之後,決定誰要被放棄(因為這些人為因素無法克服),誰會被提升進50的名單,因為只有更有效的去除區域性的威脅,才能彰顯更強的珊瑚礁保育行動,確保這50個珊瑚礁的生存。

擁有三種避難條件的台灣 在其中的腳色與行動

回到台灣以及我們所處的東亞與東南亞區域,這個從赤道0度跨過北迴歸線北緯23.5度直到日本北緯33~35之間的海域,擁有多樣性的海洋環境(黑潮、南中國海流、季風),造就了典型的熱帶珊瑚礁到日本高緯度的邊緣珊瑚群聚。這些豐富多樣的珊瑚群聚的確有很高的條件成為「珊瑚礁50」的候選者:例如,黑潮攜帶至日本九州、四國等地區的高緯度珊瑚群聚,可能已是海溫升高之後的避難所,而這樣的高緯度的邊緣珊瑚群聚在台灣的北方三島、基隆、東北角和北澎湖也有被發現;此外,相對於這樣已是海溫避難所的邊緣群聚,位於台灣墾丁和東沙環礁的珊瑚礁有這區域性的湧升流和內波帶來的冷水,可能可以在高溫的狀況下冷卻珊瑚礁——這些都可能是2014、2016南海也遭受聖嬰和反聖嬰高海溫的衝擊,而墾丁和東沙環礁雖然也發生白化現象,卻能在高溫退去之後持續的恢復的原因;另外,在綠島歷時近三年的中光層珊瑚群聚的研究也顯示,綠島的珊瑚礁群聚可發育至60公尺水深以下,儼然可以形成未來面對水表高溫衝擊下,另一個深水避難所。這些都將讓台灣以及東亞與東南亞珊瑚礁成為「珊瑚礁50」必選之點。

只是很不幸的,不管東亞與東南亞的珊瑚礁都是面對極度嚴厲的區域性挑戰。這個區域國家人口成長的壓力、經濟開發以及政治局勢(如南海主權與東北亞的衝突等)都再再衝擊「珊瑚礁50」或是任何保育行動的推動。但是比較令人鼓舞的是,在台灣,海洋保育一步一腳印的往正向的道路發展,包括推動成立海洋暨漁業部倡議、瀕危海洋生物列名野生動物保育名錄、全面禁止底拖網、三浬禁止刺網、三浬禁漁區、禁止以潛水器及魚槍採捕水產動植物、卸魚申報落實、漁業資源公共財概念推動法制化等行動,都具有正面的意義。

面對2050年只可能剩下10%珊瑚礁的困境,在台灣海事如麻的今天,結合科學、法制、保育和傳播等跨領域的整合與努力,或許台灣珊瑚礁可以列名珊瑚礁50名錄中,但更重要的是要去喚醒台灣人為下一代珍惜海洋,留下珊瑚礁美麗的身影。

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登

作者

陳昭倫

中央研究院生物多樣性研究中心研究員,專長海洋生態及演化、珊瑚礁生物雜交與種化、系統發育分析、無脊椎動物保育遺傳領域。期待有那麼一天東沙環礁能夠成為台灣大堡礁,工作站人員不再為枉死的綠蠵龜愁眉苦臉,而是對著滿堂聽眾講述著保育成功事蹟。