气候变迁的挑战与因应

氣候變鈧「氣候變遷」像信仰，這個論點眾說紛紜，有人相信，有人不相信，因此，有人積極因應，有人卻不動如山。近幾年接連ｏ生的極端天氣與不斷創新紀錄的氣象事件，造成如高山櫻花提早開花，或歐洲出現暖冬造成滑雪場無雪可滑，使得大家逐漸感受到氣候變化的威力與不便，許多人開始思考「這只是自然變異嗎？闌是有人為影響？」，以及「氣候與環境會繼續惡化嗎？又會有什麼衝擊呢？」。跨政府氣候變遷專門委員會（intergovernmentalpanel on climate change, IPCC）第一工作小組在2007年2月ｏ表報告指出，證據顯示過去記錄到的氣候變化，不能完全歸因於自然變異，而是有相當程度的人為影響因素，且氣候變遷會導致極端事件程度更加惡化與ｏ生次數更加頻繁，使未來的生態環境退化、人類社會經濟ｏ展受限。因此，如果上述惡夢成真，暴雨洪水、不雨乾旱等極端事件成為常態時，生態環境是否可以承受？人類社會是否有能力因應？面對可能的氣候變遷，是要以不變應萬變，闌是要有備無患呢？科學籸展2008年4月籸424期氣候變鈧的衝擊Feature Report專題報導■童慶斌　林嘉佑如果真的有氣候變鈧，導致暴雨洪水、不雨乾旱等極端事件成為常態時，生態環境是否可以承受？人類社會是否有能力因應？面對未來可能的氣候變鈧，是要以不變應萬變，還是要有備無患呢？

近幾年接連發生的極端天氣鄭不斷創新紀錄的氣象事件，造成植物開花期的提前等異常現象，許多人開始思考「這只是自然變異嗎？還是有人為影響？」，以及「氣候鄭環境會繼續惡化嗎？又會有什麼衝擊呢？」。

氣候變遷的

挑戰與因應對水文及水資源的衝擊水是生命最重要的元素。水文循環是個生生不息的歷程，透過赮ｏ，水從海洋被送到大氣，再藉由降水回到地表，降在陸地上的水終將回到海洋完成水循環。水文循環有許多次系統，主要的驅動力是太陽輻射能量。水文循環包括降雨、地表逕流、入滲、赮ｏ散、地下水流等，因此當能量系統改變氣候時，也會改變水文循環系統。也就是說，氣候

改變最直接衝響的對象，包含水文及水資源供應與防災系統。水文或水資源系統的主要分析單元是流域，流域接收降雨帶來的水分，部分水分由赮ｏ被帶回大氣，剩餘部分在地表流動或入滲蟴土壤中而成為地下水。降雨與赮ｏ都和氣候直接相關，因此，地表流量與地下水補注量都會受到氣候影響，所以說氣候變遷會帶來衝擊。氣候變遷使得氣候變異加劇，根據研究，未來

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29圖片來源籸李籸籸證據顯示過去記錄到的氣候變化，不能完全歸因於自然變異，而是有相當程度的人為影響因素，且氣候變遷會導致極端事件程度更加惡化與發生次數更加頻繁，使未來的生態環境退化、人類社會經濟發展受限。水資源需求量與時間分布的改變、水資源可供應量降低與變異加大，都揭露出強化彈性管理制度的重要性。

對水質的影響水質也是影響人類與自然系統的重要元素，人類親水環境與生態健康棲地都需要良好的水質。近年來桃園地區石門水庫的水量雖然充足，卻因含砂量過高，導致水廠無法處理而缺水，即凸顯水質與水量的相關性。IPCC第二工作小組在2007年4月6

日ｏ表的評估總結報告中，提出針對不同面向，如水資源、海岸地區、生態等，與不同區域的分析結果，根據推估，氣候變遷對於不同領域、不同區域都會帶來不等程度的負面衝擊，其中也包含自然水體的水質。在探討氣候變遷對水質會產生何種影響前，須先對自然水體中的生物、化學反應做一個簡單的介紹。自然水體，比如河川、湖泊、海洋等，一篕都是用生化需氧量、溶氧、酸鹼度、濁度、氨氮、總磷、大腸桿菌類及比導電度8項指標來表示水體的水質狀況。上述指標中溶氧量被視為是最重要的，因為溶氧是大多數水棲生物賴以生存的重要物質。水棲生物透過呼吸作用，攝取水中溶氧進行養分代謝，來產生所需的能量，一旦水中溶氧量過低，會影響其生存，甚蟴造成死亡。而自然水體中除了呼吸作用外，尚有許多反應會影響水中的溶氧量，比如「袪氧作用」、「曝氣作用」等。當污染物進入水體後，其中的有機成分會受到水中微生物的分解，在這過程中，微生物一方面消耗水中的溶氧，同時把有機質分解成二氧化碳與其他鹽類，這樣的反應稱為「袪氧作用」。袪氧作用產

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專題報導

氣候變遷的第一個挑戰在於不只是平均狀態的改變，其所引發較大的氣候變動範圍更是一大問題。平均狀態的改變或許較易適應調整，但較大的氣候變動現象卻需要我們具備更大的應變能力。

台灣豐水期間（5月到10月）極端降雨強度會增加，其影響包括地表流量大增導致洪災、土石流災害等。此外，由於降雨強度過大，在雨水入滲土壤前都已由地表排出，這對地下水源補充不利。另外，連續不降雨日會更長，導致地表流量與地下水補注量減少，進一步影響供水的能力。農業灌溉是台灣地區供水的大宗，它的變化會顯著影響區域水資源的供需平衡。農業灌溉水的主要目的是滿足作物赮ｏ散量，而赮ｏ散量與輻射能量、溫度及土壤水分息息相關。此外，作物生長期也可能因全球暖化的溫度上升而縮短，進而影響灌溉需水的分布。目前研究顯示，台灣地區春季第一期作初期需水量將會上升，成熟期則會因生長期改變而減少。水資源供應量與時間分布都會受氣候變遷影響，地表水資源可供應量隨著氣候變異加劇而變化加大，使得蓄水設施的需求增加，地下水資源可利用量因為補注可能減少而降低，從水資源供應端來看，地表與地下水資源可供應量的信賴度將降低。

水文或水資源系統的主要分析單元是流域，流域接收降雨帶來的水分，部分水分由蒸發被帶回大氣，剩餘部分在地表流動或入滲至土壤中成為地下水。科學籸展2008年4月籸424期

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上升，一篕認為河川的水溫與大氣的氣溫有直接的關聯性，一旦全球平均溫度上升，河川水溫也會受到影響而升高。從污染的角度來看，水溫越高，袪氧反應的速度也會越快，即同樣數量的污染物，會在較短的時間內分解。然而由另一個角度來看，袪氧作用的反應越快，也代表河川中的溶氧將以較高的速率被消耗而大幅降低。當水中溶氧量因袪氧作用的加強而持續降低時，水體的飽和溶氧量也因為水溫的升高而雪上加霜地呈現貧氧狀態，最終會影響水體的生態。氣候變遷除了會對水體的溶氧量造成負面影響外，也會導致其他水質指標惡化。根據學銅研究，台灣地區河川流量都有極端化的趨勢，豐水期流量增加，而枯水期減少，也就是豐、枯水期時的流量差異逐漸增大。枯水期時，污染物質排入河川中，

2002年北部乾旱時的石門水庫情景。生的鹽類，會被水中的藻類或其他水生植物吸收，做為生長所需的養分。另外，當河川的溶氧因袪氧作用而減少後，大氣中所含的氧氣會藉由大氣與水體的交界面而逐漸溶入水中，以補充水中的溶氧，這種現象稱為「曝氣作用」。「袪氧作用」與「曝氣作用」對於河川的影響是相反的，一旦前銅的影響程度超過後銅，河川的溶氧將持續下降，反之則持續上升。除了上述幾種反應外，水溫也是影響水中溶氧量的關鍵。對於水體而言，水溫的高低與水中的飽和溶氧量呈反比關係，即水溫越低，飽和溶氧量越高。我們所量到的水體溶氧量，就是總和了上述呼吸作用、袪氧作用、曝氣作用等反應，並考量水體飽和溶氧量而得的最終結果。受到全球暖化的影響，地球的平均溫度將持續

氣候變遷第二個挑戰在於氣候不只是從一種狀態變化至另一種狀態，而是一直在改變。因此，因應氣候變遷的衝擊不僅在於適應變遷後的新氣候狀態，更要有策略因應不斷改變的環境。報告卻指出，近年來由於大量二氧化碳進入海洋，海洋的平均酸鹼值已經降低了0.1。酸鹼值降低0.1看

似微不足道，卻表示人為活動排放的二氧化碳量已經多到足以對海洋產生影響，其嚴重性不容忽略。而且水體的酸鹼值對於水棲生物的影響甚巨，因為酸化的海洋不利於魚類與其他海洋生物的生存。

挑戰鄭因應不管自然或人為系統都有調適環境變動的能力。氣候變遷的第一個挑戰在於不只是平均狀態的改變，其所引ｏ較大的氣候變動範圍更是一大問題，如2001年納莉颱風的暴雨導致台北大淹水，緊接著2002年春天台灣地區卻又長期不雨導致乾旱，就是警訊。平均狀態的改變或許較易適應調整，但較大的氣候變動現象卻需要我們具備更大的應變能力。

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因應氣候變遷的方法包括溫室氣體管制。或許有人認為是不是只要溫室氣體管制得宜，就不會有氣候變遷，因此不需要太在意未來的適應問題？答案當然是否定的。

但河川僅具備較低的流量，無法稀釋、淨化污染物質，導致污染濃度增加。在豐水期時，河川雖然擁有較大的涵容污染能力，然而由於暴雨引ｏ了流域內泥沙沖刷、土石崩坍等災難，且增大的流量也加強了河床沖蝕，反而使河流中懸浮微粒濃度大增，河川濁度加大，進而影響河川中的生態，也惡化了供水系統。另一方面，人為活動排放的二氧化碳除了一部分停留在大氣中外，其餘的則被海洋吸收。二氧化碳溶入水中後，將分解為氫離子與碳酸離子，其中氫離子使得水中的酸鹼值（pH值）降低，使水呈現

酸性。海洋占地球面積的70％，是世界上最大的水體，因其有容乃大，使得二氧化碳溶入海洋的現象長期被忽視。海洋廣大無垠，似乎再多的二氧化碳也不致對它造成影響，然而IPCCｏ表的第四份氣候變化評估

根據推估，氣候變鈧對於不同領域、不同區域都會帶來不等程度的負面衝擊，其中也包含自然水體的水質。