財團法人台灣永續能源研究基金會

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氣候衝擊:糧食、生態與健康

未來,在氣候變遷及人口持續增加的雙重挑戰下,全球性糧食需求將愈來愈大。氣候暖化所導致的頻繁極端氣象事件(包括洪水及旱災),將影響未來水利及灌溉系統,直接影響農業生產。儘管科技進步,作物生產和灌溉系統都在持續改善,但是氣候和天氣,仍然是影響未來農業生產的關鍵因素。當然,某些地區(如持續增溫的高緯度地區),會因為氣候暖化而受益,如農作物的生產季節變長而有較多的收成;相反的,某些地區(如美國中西部可能乾旱頻繁),卻會因為氣候異常而導致農地受損,產量降低。
受到氣溫及降雨量變化的影響,土壤的生產力及適合種植的作物種類將發生變化。原有的水稻、玉米、小麥等農作物及各種不同類型的果樹種植區域,可能因為氣溫持續上升與降雨變化而有所改變。如臺灣地區,未來可能需種植耐旱少水的水稻品種。此外,在氣候暖化的地區,不僅土壤中的微生物作用將加強,害蟲的繁殖也會加速,因此肥料及農藥的使用量將會增加。這不但增加農業生產的成本,也影響農業地區的生態環境,對農業未來的長期發展禍福難料。
在全球海平面上升趨勢下,沿海低窪地區的農漁業發展將受到影響。沿海地區暴雨季節淹水的機會將增加,淹水時間會延長,海水入侵將導致土壤及地下水嚴化,嚴重的後果將是使地下水不再適合灌溉,土壤也因鹽分過高而不再適合耕種。顯然是負面影響極大。
海溫上升如聖嬰現象發生,會影響遠洋漁場的變動,這已是非常確定的現象。不過,過去的記錄顯示是水溫有增就有減,所以漁場會遷移但不會消失,若果能掌握到其移動位置,就反而能持續豐收,不受影響。但是,未來是全球性增溫,海平面溫度上升將搭配洋流改變,魚的生存環境將受到很大影響,就算是掌握到漁場位置,能補獲的魚量可能有限。

貳、生態系受衝擊
生態系的定義,是指彼此互相依賴的不同生物族群,及其周遭的物理環境所組成的系統,具有階層性的複雜網絡架構。在生態系內,各個層級以及層級與層級間,不同生命型式所構成的生物多樣性,扮演著重要功能。生態系供應生態圈內各個生物物種所需要的食物及其他營養來源,也承受並分解各個生物物種所產生的廢棄物。以人類而言,整個地球生態系除了供應人類所需的食物外,還供應人類生活所需的能源、清潔的空氣和飲水;除此之外,地球生態系也提供遊憩所需的天然環境,以及其他許多生活必需品。但是,人類這個物種所回饋給整個生態系的,卻是空氣、水與土壤污染,以及氣候暖化。顯然,我們需好好面對我們對地球生態的不利影響。
生態系內的生物多樣性,與其物理環境間複雜的交互作用關係,使生態與氣候間彼此互相影響。當氣候發生變化,以致乾淨空氣及充足用水的供應受到影響時,會直接干擾生態系的正常運作。當氣候異常導致環境變遷時,由於生態系統和生物多樣性受到影響,也會直接或間接地影響地球生態系統供應食物和處理廢棄物的能力。

當生態系統受到氣候及環境變遷的影響而發生變化時,往往會快速地表現出來。如動物的異常遷徙、植物開花季節的改變、寒帶河川的提早解凍、農業生產力的改變、以及植物病蟲害和傳染病疫情暴發之發生頻率改變等。此外,某些類型的生物棲息地受到影響而消失,可能另一類型的棲息地將因此而擴大,現有的社區架構和彼此間交互作用也可能被改變。例如水溫上升,某一水體中溫水魚的種類可能取代冷水魚的種類,導致魚類生態的變化。陸域生態系的主要棲息地:森林,其內的樹種分佈可能受到氣候變遷影響,森林的「健康」狀態也可能受到影響,如促進有害的植物疾病和害蟲的活性,也會增加森林火災的發生機會,同時也會引起水源和水質的變化。在此同時,稀有和瀕臨絕種的生物,會因為棲息地改變而承受更大的壓力,外來物種卻可能因為氣候變遷而得到更多的棲息地。
具體觀察,全球氣溫上升必配合海溫上升,而影響浮游生物及以其為食物鏈起源的魚蝦類和鳥類生態。兩極冰原是未來氣溫預期將上升最劇烈的地區,低溫下才適宜生存的北極熊、海象、海獅等,將因為冰原面積不斷縮減,而面臨滅絕的命運。再就長期地球生物的演化來探討,六億年前地球上有非常多種類與數量的動植物,它們在經過五階段的大量生物滅絕過程,才達到目前的狀態。譬如二億五千萬年前約90%的生物滅絕,六千六百萬年前包括恐龍等約75%當時的生物滅絕。最近的冰河期結束時,全球氣溫才約為每十年增加0.1度,當時就已造成大量的生物死亡。如今,全球氣溫預期將以每十年增加0.25度的趨勢上升,預期將造成第六次的生物大量滅絕。
所以,全球暖化所帶來的大部分現象,是對生態環境有負面的作用。鑒於氣候變遷的嚴重性以及迅速進行,很有可能會超出生態環境的恢復能力,因此大約二成至三成的植物以及動物種類可能將面臨絕種,此現象一旦發生便會造成生態的更多負面變化,也使得生態適應能力降低。目前在大陸和海洋兩大區域所蒐集的資料分析顯示,生態系統受到地區性氣候暖化之影響,已經相當的大。

參、人類健康受威脅
氣候變遷對公共衛生有直接的衝擊,也有間接的衝擊。因氣溫遽增或遽降而引起死亡率的增加是一種直接的衝擊,因氣候暖化而引起病媒繁殖區域的變異,從而引發傳染病例的增加,則是一種間接的衝擊;因氣候暖化或氣候變異而引起水資源的匱乏,從而導致居民的遷徙,並經由此類移民將原居地傳染病帶到遷入地區而造成的公共衛生問題,也是一種間接的衝擊。
在較溫暖的氣候中,病媒(包括病媒蚊及齧齒類動物)及致病微生物較易生存與繁殖。氣候暖化後,病媒可能會在本來過於寒冷的地帶開始繁殖,而在原先即能生存的地區,其繁殖季節亦會因而增長,結果使其發育加速、活性增加,進而導致傳染病的蔓延。較可能因此擴大傳染的疾病包括瘧疾、登革熱、住血吸蟲病、絲蟲病、非洲錐蟲病,及黃熱病等。而如瘧疾、登革熱等,本是熱帶地區的傳染病,但隨著氣候變暖,這兩種疾病將會向高緯度地區蔓延。
氣候暖化也可能導致更嚴重的空氣污染。在較高的氣溫下,大氣中的化學反應可能加速,從而衍生較多的二次空氣污染物,如臭氧。二次空氣污染物濃度的升高必然會帶來更嚴重的呼吸道疾病。此外氣候暖化也可能增加空氣中花粉、真 菌、及各種過敏原的濃度,從而引起氣喘或過敏等疾病的增加。再者,氣候暖化導致海平面上升、淹水頻繁、土壤鹽化。以台灣為例,地層下陷相當嚴重的台灣西南海岸地區,飲水供應勢將受到極大的衝擊,而飲水供應的不足極易導致公共衛生問題。很多腸胃道疾病都有季節性變化的特性,例如熱帶地區的腹瀉常在夏季達到高峰,而極端氣候的發生也會增加腸胃道疾病發生的機會,這是因為豪大雨或乾旱影響飲水供應,同時飲水可能遭到病原體之污染。整體而言,未來全球氣溫上升,氣候改變,熱浪侵襲機率將增多;而都市人口密集,散熱不易,人體水份容易喪失,且體力耗損大,心血管疾病及呼吸道疾病患者、老年人與嬰兒極難適應,再加上貧困區居民,生活條件差,無冷氣調節,且身體抵抗力弱,在熱浪來襲時容易死亡。另外,氣溫上升後,利於病蚊與細菌滋生,傳染性疾病如瘧疾、血吸蟲病、線蟲病、盤尾絲蟲病、錐蟲病、登革熱、 黃熱病等,都將擴大感染面積與區域。所以,全球氣候暖化將會對許多人的健康產生危害,尤其是未發展國家因為缺乏適應能力而使得健康問題惡化。在溫帶地區,暖化也許會使得低溫所造成的死亡率下降,但是由於高溫以及臭氧濃度的增 加,死亡率在夏天時卻會上升。

肆、結語
2007 年夏季,台北氣溫破百年記錄;南歐更是高溫連連,地中海的雅典市出現 46.2 度的破記錄高溫,熱死數百人;日本高溫飆到 40.9 度,鐵軌變形;美東紐約地區出現高溫下用電量超過負荷,地鐵被迫停駛。全球平均氣溫上升已是確認的事實,但是最令人憂心的是每年夏季高溫不斷破紀錄,不僅是單日高溫,還形成持續性的熱浪。熱死人的事件往往是在持續一段高溫後,更形嚴重。而脆弱的生態體系,如澳洲昆士蘭省外海的大堡礁,正受到人 為破壞與海溫上升所威脅。生物將很難適應快速上升的氣溫,與伴隨而來的異常氣象,當然生物的多樣性將因此劇減。農業生產雖然可能在人為控制下降低損失,但是農產品質與量都必將受到氣溫持續上升的影響。糧食、生態與健康,無論是直接與間接,都將影響人類這個物種的長期發展,只有抑制全球暖化趨勢,才能抑制其不利影響。

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