關於海洋與珊瑚,應該知道的事 | 環境資訊中心

關於海洋與珊瑚,應該知道的事

2021年05月12日
整理:李倫、雷梓萱、字貴珍、沈靖棠(台達基金會低碳生活部落格寫手)

台灣東北角繽紛的珊瑚礁生態影像。圖片來源:The Ocean Agency, credit:YEN-YI LEE / Coral Reef Image Bank

氣候變遷加劇之下,造成海水更暖、更酸,海洋缺氧區域也持續擴大,這些不僅衝擊海底生物,同時也改變人類的日常飲食與經濟活動。這系列台達基金會氣候戰役在台灣廣播節目,專訪國內深耕海洋議題的專家學者,希望帶領大家更了解海洋、進而加入保護海洋的行列!

Q:氣候變遷與海洋的關係是什麼?國際提供哪些科學研究與證據?

海洋吸收了氣候系統中90%多餘的熱量,具有調節水資源與天氣的功能;IPCC《海洋與冰凍圈特別報告》指出,海洋的暖化幅度、海洋熱浪頻率、酸化程度不斷在增加;若暖化趨勢無法緩解,一旦全球均溫較工業革命前升高1.5°C,最快在2030年90%的珊瑚恐怕將消失殆盡。

此外,IUCN《海洋缺氧報告》指出,氣候變遷與集約化農業使得海中溶氧量急速下降,預估到本世紀末,海洋很可能失去大約3-4%的氧氣。缺氧情況下,將迫使需要溶氧較多的魚類遷徙,還可能被能忍受低氧環境的生物取代,破壞生態系平衡。

資料來源:podcast-與海共榮 一起實踐永續漁業、IPCC, Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing ClimateIUCN, Ocean Deoxygenation

Q:海水酸化的成因與分布為何?對生物有什麼影響?

人類燃燒化石燃料、森林砍伐等行為產生二氧化碳,融入海水裡變成碳酸,進而造成海洋酸化。最新研究發現暖化可能加快深海酸化,因為暖化讓表層海水的密度降低而不容易沉到深海,造成海水循環變慢,但從表層掉到深海的有機質仍舊被微生物分解,所釋放的CO2因海水循環變慢而滯留海底,滯留時間越久,海水就越酸;此外,因農業施肥,有機質溶解沉澱而形成河口酸化也很嚴重。

另外,碳酸鈣是構成許多海洋生物(例如珊瑚骨骼、貝殼殼體)的主要材質,科學家發現在越酸的海水,生物長的越不健全,甚至有些魚種的聽力出現受損,都降低生存機會。

Q:珊瑚礁生態為什麼這麼重要?

珊瑚礁雖然只占海洋總面積的0.1%,但提供近四分之一、約五萬種海底生物棲息,是生物多樣性最高的生態系之一。人類的經濟與生存也仰賴珊瑚礁生態資源,全球有8.5億人的糧食安全和生計全仰賴珊瑚生態,統計珊瑚每年為世界帶來的經濟價值高達360億美元。此外,珊瑚礁能在暴風期間協助降低70%的波浪高度,並減少97%波浪能量,是災難來臨之際很好的防護線。

Q:珊瑚是什麼樣的生物?

珊瑚屬於刺絲胞動物(Cnidaria),適合的生長水溫是20-28℃,在水深大約30公尺內的珊瑚種類最多,另外還有一種生活在深海、不需要光線的硬骨珊瑚,骨骼較緻密。在適合的環境中會持續進行鈣化作用,形成碳酸鈣骨骼而成珊瑚礁。牠的最小單位是珊瑚蟲(polyp),一般看到的「一株」珊瑚,是由很多珊瑚蟲聯合構成的「珊瑚群體」,珊瑚群體型態隨不同生長環境改變,有千變萬化的外型,像樹枝、石頭、固定在海底等。而珊瑚體內居住的共生藻,能吸收利用珊瑚蟲產生的代謝廢物,並透過光合作用將珊瑚排放出的二氧化碳轉換為醣類,是珊瑚主要營養來源。

Q:珊瑚白化的原因為何?白化後的珊瑚恢復情況如何?可以幫助珊瑚調適嗎?

珊瑚體內的共生藻對溫度與光線照度有特定需求,若水溫持續超過30℃,或是沉積物多、海水透光度低的環境,共生藻會離開或是被珊瑚宿主排除體外,露出底下白色的珊瑚骨骼,即為「珊瑚白化」。發生白化的珊瑚並不一定會死亡,若環境能及時改善,珊瑚就有機會再獲得共生藻,重現生機。然而,部分珊瑚散發出螢光的色彩以及刺眼的白,是因為共生藻跑掉後,珊瑚直接裸露在陽光下所合成的螢光蛋白,因此螢光色即代表珊瑚體力非常虛弱,是死亡的前兆。

此外,白化現象是種淘汰現象,可能僅留下耐高溫的珊瑚或改變珊瑚種類,例如在墾丁南灣與東沙,原先以成長速度快、造礁功能好、吸碳能力較好的分枝狀軸孔珊瑚分布較廣,但白化後轉變成葉片及團塊珊瑚。幫助珊瑚因應氣候變遷的調適作法,除了復育耐溫的珊瑚種類外,也可在海洋施肥、製造人工湧升流等大範圍地球工程手法。

Q:歷史上發生珊瑚白化的年份與地區分佈?

最早在1998年因聖嬰現象,全球發生第一次珊瑚大白化,台灣的東沙環礁也發生白化,部分珊瑚至今還無法恢復到原本狀態;而全世界最大的珊瑚礁群澳洲大堡礁,分別在2016、2017及2020年,在短短五年間發生3次珊瑚白化現象,不管是規模或嚴重性都創下有史以來的紀錄。同時,在2020年台灣首次夏季沒有颱風登陸,海水沒有機會受到擾動情況下,紀錄到水溫是最高的一年,使得全島從南到北發生了幾十年來最大規模的珊瑚白化現象,最嚴重的海域有55%的珊瑚因此死亡。


2020年台灣東北角記錄到珊瑚嚴重白化的影像(圖:國立海洋科技博物館)

Q:珊瑚復育有哪些方式?有哪些復育案例?

根據聯合國《珊瑚礁復育指引報告》,目前至少56個國家執行珊瑚礁種植計畫,指出珊瑚復育已成為維持海洋生態有效的策略,在基礎準則,建議復育應採取因地制宜策略,1-3年為最基礎復育可看出育苗成果,5-10年待復育成果穩定,可再追蹤對海洋生態的效益。

珊瑚復育的方式共分成四種,第一種是將珊瑚苗直接在海底或原有的珊瑚礁固定復育,以鑽洞或鐵釘固定;第二種是將珊瑚苗放置在人工養殖池或近海養殖池,待長大後再移回大海;第三種為運用珊瑚排卵機制,捕抓珊瑚精卵,用人工方式協助其繁殖;第四種是於復育的海底或受損嚴重的礁群置放人工魚礁,珊瑚苗直接種在魚礁上。

根據經驗,最有效的珊瑚復育是分株方式,可用吊、插、綁、黏等方式,將珊瑚苗固定在基座上開始無性繁殖,另一種為有性繁殖,蒐集並養殖多元的珊瑚幼苗,等長大後再移植回海洋,因為基因多樣性可幫助珊瑚對抗環境變異,一般在較好的熱帶環境中成功復育程度達90-95%,其中,以軸孔珊瑚生長速度最快,順利的話大約一年可以長到10公分。

全球各地包含美國、以色列、印尼、菲律賓等東南亞國家都有在做珊瑚復育;國內則是海保署、澎湖縣水產種苗繁殖場、水試所、台灣山海天使環境保育協會等在地團體,分別在台灣東北角等地的九孔池復育,並在小琉球、澎湖等地進行珊瑚礁調查工作。

Q:國際上有哪些珊瑚礁總體檢調查的方法? 台灣也有珊瑚監測調查嗎?

國際常見的是由澳洲學者提出的珊瑚觀察(Coral Watch)監測計劃,標準化了珊瑚顏色的變化製成珊瑚健康色卡,為簡易量化珊瑚健康的方式,使用珊瑚健康色卡收集有關珊瑚健康的科學數據,幫助全球有效的珊瑚礁監測工作;另外,最近新的CoralNet,將透過上傳照片、以全球資料庫與AI方式來幫助辨識珊瑚礁。

根據2020年海保署發布的「珊瑚礁、海草床及紅樹林三大熱帶生態系」調查報告指出,台灣從東北角至墾丁,以及綠島、蘭嶼,小琉球和澎湖群島都有珊瑚分佈,然而受到洋流和氣候等影響,珊瑚群聚組成則大致以北回歸線為界,區分為北方的非造礁型珊瑚群聚和南方的熱帶珊瑚礁;至今全台已累計調查114處珊瑚礁的健康狀況,珊瑚礁涵蓋率為30-50%。

Q:台灣海洋保護區設置的情況為何?

目前台灣海洋保護區已有45個,實際面積約5264平方公里,可分成國家公園、漁業資源保育區、野生動物保護區、國家風景區、自然保留區及自然紀念物共五大類;其中,國家公園(包含墾丁、東沙環礁、台江、澎湖南方四島)佔地面積最大超過8成,漁業資源保育區數量最多共29處。

Q:一般大眾想參與保護海洋行動可以做什麼?

調整飲食行為,可參考最新版的「台灣海洋選擇指南」來挑選食材,以避免生態失衡。去海邊旅遊時不用防曬油,多用物理防曬,並減少利用珊瑚礁等海洋資源;也可參加生態調查(例如海科館的海洋公民科學家),協助監測珊瑚等海洋生態的狀況。

※本文轉載自低碳生活部落格〈關於海洋與珊瑚,應該知道的事