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還在討論保育與開發的平衡?雨林保護方案還包括了改善貧窮與經濟永續發展

活躍星系核_96
・2019/09/05 ・6797字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 564 ・九年級

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  • 文/胖胖樹 王瑞閔

很謝謝大家對〈燃燒中的熱帶雨林〉這篇文章的支持與肯定。文章貼出後,陸續有幾位朋友跟讀者提出了新的問題,主要是關於經濟發展與雨林保育之間是否能達成平衡。

編按:對於近日發燒的熱帶雨林議題很感興趣,可見〈燃燒的雨林,炎上的議題:關於亞馬遜的幾個問題與答案

難道只許先進國家發展經濟,擁有熱帶雨林的國家就只能保護雨林與自然生態,不能開發,不能有經濟發展?這是對雨林保護天大的誤解!科學家設計的雨林保護方案,還包含了改善貧窮以及開發中國家的經濟永續發展

各國對待雨林的態度一致嗎?

以巴西為中心,雨林議題引起全世界關注,然而,巴西總統的發言就等同於所有雨林國家的態度嗎?圖/Pixabay

回顧 2015 年,當時法國巴黎所舉辦的第 21 次氣候變化綱要公約締約國會議 (COP21) 所簽訂的《巴黎協定》 (Paris Agreement) ,除了眾所關心的溫室氣體減量新目標與策略,我特別注意到協定第五條:「締約方應致力於森林保育與碳匯功能,並應提供獎勵誘因 (result-base payment) 。此外,重申森林保育中非碳效益 (non-carbonbenefit) 的重要性。」

條文的意思是,希望藉由提供資金的方式,減少開發而導致的毀林;並強調森林生態系的重要性,除了減緩溫室氣體排放,當然也包含生物多樣性等其他資源與效益。

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當年,全世界有195國皆同意並簽屬了《巴黎協定》的所有內容。可見,保護雨林是全球的共識。

巴黎協定認證:保護雨林是全球共識!

保護雨林是國際共識,是關係到經濟、貿易、外交的複雜議題,是減緩氣候變遷重要的策略,跟人類生存息息相關。保護地球環境、保護雨林,從來就不是巴西或其他有雨林國家的責任,而是地球上每個人的責任。先進國家原本就不可以自己一直開發,卻不准開發中國家或低度開發國家發展經濟,畢竟經濟發展是各國的權利,而保護地球則是每個國家都需要共同承擔的責任。巴西或是其他有雨林的開發中國家,對於保護地球環境也都有共識,都有禁止開發原始林的相關法令,當地也有非常多人支持保護雨林。

捍衛地球生態、守護雨林是國際間的共同目標。圖/Pixabay

科學家和世界各國都努力於經濟、環境取得平衡

保護雨林的目的是為了全人類永續發展,不是壓榨開發中國家

經濟發展跟保護雨林如何取得平衡,科學家一直有非常多的研究與策略。科學家對於保護雨林可能造成的影響,考慮得非常深、非常廣。所有個人會想到的影響,全世界頂尖科學家也都想到了,還有非常多我們想不到的點,科學家也都有很深入的規劃。科學家從來沒有打算美化工業革命後帶來的汙染。這世界上最早意識到人類開發破壞地球環境,主張要保護地球環境、保護生態的就是先進國家的科學家們,帶頭開始從事環保的是先進國家。先進國家除了保護自己的國土,也提供技術與大量資金給開發中與低度開發的國家保護雨林、從事雨林研究。臺灣雖然不是聯合國的一員,也一直致力於協助保護邦交國的雨林。

正因為如此重要,每年世界各國的領袖、上千個地方組織都會聚集——臺灣也都有派人參加——召開氣候變化綱要公約締約國會議。這場一年一度的馬拉松式會議,目的就是為了減緩全球氣候變遷、保護雨林。因為保護雨林、保護地球環境是全球的共識,當務之急,所以當出現扯後腿的人與行為,大家才會這麼生氣,包含巴西當地的原住民、生態學者、環境保護團體,甚至一些議員都非常氣憤,不滿巴西現任總統推翻過去的環境保護政策,放任少數人破壞雨林。

去年 12 月,是「聯合國氣候變遷綱要公約」第24屆的締約國大會(COP24)

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為熱帶國家抱不平?也許才是一種誤解與傲慢

「自己可以開發土地建立城市,卻不允許這些熱帶國家開發。」這是多麼大的誤解。破壞雨林是要種農作物、放牧或採礦,並不是要興建城市!還有,「憑什麼自己可以在都市裡吹冷氣卻不允人家發展?」──這更是一種傲慢的自我想像

這世界上不是每個人都喜歡住在都市叢林!而且不是熱帶國家就一定很熱。熱帶國家有高山、高原,十分涼爽,熱帶雨林裡晚上通常也都只有二十幾度,根本不需要冷氣。將自己的價值觀與經驗套在別人身上,沒有國際觀又自以為是。擁有大面積熱帶雨林的國家,如巴西、印尼,都有現代化的城市,經濟也持續發展──巴西是金磚四國,印尼是亞洲五虎,當地很多人都十分在乎自己的自然生態,保護雨林的觀念都相當完整。只有部分人短視近利,一直在搞破壞。就如同我國,多數人都支持保護石虎、保護自然生態。

小心!不要落入缺乏國際觀的陷阱,同情心與傲慢也許只有一線之隔。圖/Pixabay

保護雨林,並不只是把雨林圍起來禁止開發,還需要投入非常多的資金進行資源調查、長期監測,也必須各國政府跨部門合作。就我所知,國際公約對於保護雨林、減少溫室氣體排放、協助開發中國家的經濟,都有訂出許多的策略。

各國政府究竟做了哪些實質的努力呢?

以下將列出我所了解的部分。希望有助於大家更了解國際上生態保護的作法與精神。

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聯合國環境發展大會:為了永續發展的三項文件

時間還是拉回到 1992 年,世界各國官方與非官方組織,聚集於巴西里約熱內盧舉行的「聯合國環境發展大會」 (United Nations Conference on Environment and Development, UNCED) ——這個會議就是著名的地球高峰會。

當時來自世界各地 172 國、兩千多個非政府組織聚集開會,目的就是希望人類、地球生態、地球環境等各方面,都能夠永續存在

不希望人類因為過度的開發,導致地球生態毀滅。當時各國簽屬的文件,除了有名的「聯合國氣候變化綱要公約」 (The United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC) ,還有生物多樣性公約 (Convention on Biological Diversity, CBD) 與里約環境與發展宣言

里約環境與發展宣言中強調,各國都有權利依照自己的資源發展,努力消除貧窮、國際合作保護生態系統、減少不可持續的消費與生產模式、重視各國的原住民與婦女,等等議題,都是本世紀所關注,都是希望人類可以「永續」生活在地球上。而生物多樣性公約,也不只是一味的保護生物,禁止開發,還希望在生態保育的基礎下,永續利用並分享生態與生物資源。

「聯合國氣候變遷綱要公約」是 1992 年簽署的其中一份文件,因此開啟了連續 24 屆的締約國大會(COP1 ~ COP24) ,下文提及的內容,如京都議定書、巴黎協定等等,都是此會議的重要成果。

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京都議定書:規範先進國家的三種機制

而最複雜難懂的氣候變化綱要公約,原則上管制《蒙特婁議定書》 (Montreal Protocol) 未管制的所有溫室氣體。但是因為各國沒有認真執行,所以才又在 1997 年氣候變化綱要公約第 3 次締約國會議 (COP3) 通過具有法律約束力的《京都議定書》 (Kyoto Protocol, KP) ,要求議定書附件一的先進國家要達成溫室氣體減量。請注意,這部分規範的是先進國家,不含開發中國家

「碳權」、「賣碳權」等許多人似懂非懂的名詞,正是來自於京都議定書的規定。京都議定書為了可以有效達成溫室氣體減量的目標,從簽署國家的數量、碳排放量、特殊成員的負擔能力、各國的減量標準、減量所需負擔的成本、管制的溫室氣體種類、國際合作的減量機制,都有詳細的規範。這部分主要都是細節說明,可以寫一大篇,有興趣人網路上都可以找到資料,我就先跳過了。

京都議定書所使用的木槌。圖/Jason Riedy [CC BY 2.0] via Flickr
全世界最在意的是三個跨國減量的彈性機制 (Flexible Mechanism) 包括:

  1. 共同減量 (Joint Implementation, JI)
  2. 清潔發展機制 (Clean Development Mechanism, CDM)
  3. 排放交易 (Emission Trading, ET)

共同減量是指國家可以採集團方式,將許多已開發國家視為一個減量整體,如歐盟。排放交易是讓兩個已開發國家之間可以進行排放額度的買賣。讓超額完成任務的國家,將剩餘的碳排放額度直接賣給難以完成削減溫室氣體任務的國家。

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針對開發中或低度開發國家的支助,就是清潔發展機制 (CDM) 。

由已開發國家提供資金或技術給開發中或低度開發的國家,協助開發中國家永續發展,並使已開發國家順利履行溫室氣體減量的承諾。由於京都議定書允許公私部門共同參與清潔發展機制,因此這項機制最受各界注目。我國也有一些私人企業參與,甚至曾經有地方政府想要種樹賣碳權——想當然耳,這些縣市首長沒有深入了解種樹賣碳權的細節與困難度,最後沒有實際成果。除了清潔發展機制外,世界上還有許多自願性的碳標準,以及碳交易市場。這些都是國際間,官方與企業致力於溫室氣體減量的具體證明。

清潔發展機制可視為致力「在經濟和環保之間達成平衡」的策略。圖/Pixabay

強制已開發國家上繳每一年的碳排放報告

為督促締約國確實進行溫室氣體減量,並且獲得溫室氣體減量相關數據,氣候變化綱要公約與京都議定書都要求締約國依規定提出國家報告,包含大家可能較為熟悉的「國家溫室氣體年度清冊」。這部分,已開發國家強迫性繳交,開發中國家則鼓勵繳交。中華民國雖不是附件一的已開發國家,但是在我國許許多多科學家的努力下,我們從 2014 年後開始每年繳交國家清冊。網路上也都查得到歷年報告全文《巴黎協定》第 14 條規定 2023 年必須進行第一次全球盤點,因此,未來我國或許也可以藉由協助邦交國製作國家清冊,加強外交關係。

2018年中華民國國家溫室氣體排放清冊報告封面。圖/環保署之推動台灣參與氣候變化綱要公約網站

但是問題來了,碳排放量超級難算的啊!

國家需要列入碳排放計算的項目非常多,這部分締約國可以參考《IPCC溫室氣體統計指南》 (IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories) 中的說明,收集活動資料與數據,逐項計算並列出。 IPCC 出過幾版溫室氣體統計指南,目前 2006 年版本修改了之前的內容,將碳排放計算重新區分成:能源、工業製程與產品使用、農林業與其他土地利用、廢棄物以及其他等五大項目。而可以列入清潔發展機制的減排項目,則包含了工業類、排放源之溫室氣體逸散類與農林類,每一項產業下又分成不同的專案類型。

《燃燒中的熱帶雨林》一文中我曾提到,依據京都議定書規定,荒地造林 (afforestation) 、復舊造林 (reforestation) 、毀林 (deforestation) ,還有因加強森林經營管理 (forest management) 所額外增加的二氧化碳吸收或排放淨值,應併入溫室氣體排放或減量值計算。

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但是透過森林減碳,計算上困難重重,所以這部分在往後幾次的締約國會議中才陸續通過。

  • 如2001年通過的《馬拉喀什協定》,才將造林與再造林活動 (簡稱 AR ) 併入清潔發展機制。
  • 2005 年於蒙特婁舉辦的第11次締約國會議,進行「後《京都議定書》」的減量談判,減少毀林及森林退化造成的溫室氣體排放 (Reducing Emission from Deforestation and Degradation,REDD) 的概念首先被提出
  • 隔年,第12次締約國會議中,聯合國秘書長安南建議也將 REDD 納入清潔發展機制。由已開發國家提供資金,鼓勵開發中或低度開發的國家保護自己的森林。

重視森林對於減少溫室氣體的貢獻,鼓勵各國減少森林砍伐,是REDD的核心理念之一。

  • 2007年第13次締約國會議中,於峇里島行動計畫 (Bali Action Plan) 又進一步提出了 REDD+ 的概念,將原本REDD的概念,再加上森林復育 (forest restoration) 和永續管理 (sustainable management) 增加的碳吸存。相較於 AR 活動,這部分更難計算,爭議更大。
  • 2009 年第 15 次締約國會議中,美、中、印度、南非、巴西磋商出來的的哥本哈根協定 (Copenhagen Accord) ,計畫成立哥本哈根綠色氣候基金 (Copenhagen Green Climate Fund) ,提供發展 REDD+ 的資源與技術。各國對於發展 REDD+ 雖然有共識,但是細節上還有許多的爭議。往後的會議持續修改並增加其內容,
  • 至 2013 年第 19 次締約國會議,針對許多爭議,已提出完善的配套措施。REDD+ 計畫的目標,除了減緩氣候變遷、保護森林生物多樣性並維持生態系統的健康,更必須有助於降低貧窮率,促進社會及經濟發展的效益。
過去僅考慮造林、再造林與毀林的計算架構,近年來越來越重視土壤碳匯功能、森林永續經營管理、以及森林復育1,因此蛻變為 REDD+。圖/Pixabay

有人反對 REDD+,反對的理由是?正方的看法是?

一開始反對 REDD+ 作為減碳機制的一方認為,國際間的經濟補償措施,有可能只是開發中國家少數政治菁英獲利,一般人民不見得有所助益。而且大量碳額度進入市場,可能會造成碳交易市場價格崩盤。

但是考量到 REDD+ 執行的價格比 AR 來的便宜,而且原始林的生物多樣性也不是人工林所能比擬。如果已開發國家可以大量購入開發中國家保護森林所產生的碳權,將大大有助於保護這些國家境內的原始森林——特別是熱帶雨林。而 AR 與 REDD+ 計畫也可以相輔相成,共同促進溫室氣體減量,並持續提供市場所需的木材。

當然,無論是 AR 活動或 REDD+ 計畫,都要考慮到非常多的面相,特別是外加性 (Additionality) 及洩漏 (Leakage) 的設計,是非常細心的考量。以AR活動而言,所位的外加性包含了環境、資金、投資及政策四個層面。以環境而言,AR活動所產生的減碳效果,必須扣除人為介入前土地本身的碳吸存效果。而洩漏,則是造成AR活動區域以外的地方所產生的碳排放。從這兩項設計可以知道科學家的用心與規劃的周延。

此外, REDD+ 計畫必須遵照 3E 標準 (3E criterion) ——效能 (Effectiveness) 、效率 (Efficiency) 、公平性 (Equity) ——進行設計。其中公平性評估非常的重要,除了二氧化碳減量,也需促進當地居民生活情況與人權,因此事前調查還需要考量當地居民的經濟與文化。因為科學家非常清楚,所有的保育活動,都不能不考慮人類的生存與發展。

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不同文化與森林之間也會有不同的互動方式,因此執行計劃時,必須費心針對當地的風俗民情做深入的研究。圖/Pixabay

最重要的,依舊是地球每一位公民的所作所為

只要木材、牛肉、大豆等需求還在,利益的驅使下,即使保護了甲地的雨林,仍會造成乙地森林被砍伐或破壞——這就是一種洩漏。因此,保護雨林最終還是要改變消費者的消費習慣。

除了大國之間相互的援助,企業或地方保育組織的推動,每一個人認知到雨林保護的重要性,才是雨林生物可以持續生存的最大關鍵。

開發雨林,盜伐木材、開闢農場,都不是永續利用土地的方法。雨林除了提供各種生物資源,還可以做為生態旅遊、森林療癒的場所,這些都是不開發雨林但是持續發展經濟的方式。世界上已經有很多已開發與開發中國家證明這樣的經濟模式實際可行。

守衛森林不只是國際組織、各國政府的責任,身為地球的一份子,我們都必須伸出雙手來愛護地球!圖/Pixabay

人類最可惡的地方是,為了自己的利益會幹出很多難以想像的壞事;但是具有高貴情操,願意為了公眾利益,犧牲小我的也是人類。這世界上不是每個人想賺錢想瘋了,這世界上有很多人為了保護地球環境,四處奔走。保護雨林、保護地球環境不是假議題,是全球最重要的目標,必須從每個人日常生活中做起。

我知道這篇文章內容有點硬,比〈燃燒中的熱帶雨林〉多了更多的專有名詞,也多了很多歷史。謝謝把文章看到最後的讀者。衷心希望大家可以更了解國際間雨林保育的精神與方法。

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參考資料

  1. 附圖說明參考自《REDD緣起與運作機制之分析

本文轉載自 FB專頁 胖胖樹的熱帶雨林,原文為〈經濟發展跟雨林保護能否達成平衡?

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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氣候變遷讓缺水、淹水更嚴重,臺灣做好準備了嗎?——專訪水利署賴建信署長
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/10/31 ・3262字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文由 經濟部水利署 委託,泛科學企劃執行。

「30年後,我們將面對更嚴峻的缺水考驗。」水利署署長賴建信接受我們採訪時坦承地說。

水利署署長賴建信

近年,全臺西部地區都曾遇過「供五停二」的停水措施,,缺水問題更早已是全球問題。根據 2021 年發表在 Nature Communication 上的論文,2016 年全球有 9.33 億的城市人口面臨缺水問題,約為總人口的 12 %;依據過往趨勢推測,至 2050 年,全球將有 16.93-23.73 億的城市人口面臨缺水問題,相當於 2050 年總人口的 17%-24%。

為什麼全球缺水問題會如此嚴重呢?賴建信署長認為首要是「氣候變遷」改變了降雨強度與頻率,並舉生活中的經驗來說明氣候變遷:

「生活在臺灣地區的我們,會感覺到最近好像很久都不會下雨,然後不下雨的時候很熱,但一下雨,雨滴大到打在身上都會痛。」而近期紐約暴雨造成地鐵淹水癱瘓,也是氣候變遷造成的。

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氣候變遷讓降雨更加極端

賴署長說:「可以說以後的降雨會非常集中在特定某幾天。就像剛剛講的,就是突然暴雨,然後接下來一個大乾旱。 」

無論是缺水還是淹水,氣候變遷造成的影響都不容忽視,賴署長表示,不只是降雨頻率會更低,降雨地區也會更加不平均,降雨的強度也會有所提升。

依照聯合國政府間氣候變化專門委員會最糟糕的預測(SSP5-8.5),到了這個世紀中,臺灣暴雨強度會比世紀初提升 20%,世紀末會提升 40%,即便是最優預測(SSP1-2.6),也會在世紀中提升 15.7%。

據上所述,氣候變遷讓全人類無法迴避「降雨不均造成的地區性缺水」,以及「降雨強度提升造成的地區性水災」這兩個問題。雖然個人、企業與政府都為了減緩氣候變遷有所作為,但賴署長也表示,我們該「從科學擁抱殘酷現實,對未來做最壞打算」。

簡單來說,若所有締約國都遵守聯合國氣候變遷大會(COP)的決議完成減碳工作,那氣候變遷也只是不再加劇,並不會立刻恢復到過去的型態,而只要有其中幾項沒有達成,那全世界就得面對更嚴峻的情況。

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回到開頭賴署長所說的 30 年,我們還有時間做好基礎建設,降低氣候變遷對人民造成的影響。「從2016年開始,我們就思考這些問題,思考說臺灣未來面對的自然環境,我們應該如何因應、構築一個怎麼樣的未來。所以當時我們就開始思考包括區域調度、多元水源等相關計畫。」

賴署長提到的「區域調度」相關計畫,即是目前正在進行的「珍珠串計畫」。

地區性缺水解決方案—「珍珠串計畫」

「珍珠串計畫」預計把台灣西部像珍珠一樣珍貴的水源,用聯通管線串聯起來,讓珍貴的水資源可以妥為應用。

臺灣降雨時間和空間差異極大,桃園至屏東等西部地區,在 5 月至 10 月是豐水期,11 月到隔年 4 月是枯水期,然而北北基與宜蘭等東北地區,卻是完全相反,10 月至隔年 4 月有東北季風帶來的豐沛雨量,此時若能將東北地區的水調度至西部地區,將能緩解西部地區缺水。而未來面對更加極端的降雨情況,也能提供一定的支援。

珍珠串計畫的聯通管線預計將在 2028 年全數完成,而在 2021 年旱災中搶先開通的「桃園—新竹備援管線」,從桃園每日調度 20 萬噸的水給新竹,在旱災期間總計調度 2300 萬噸,約是 0.6 座寶山第二水庫的蓄水量,不僅讓新竹地區免於限水所苦,也讓新竹科學園區的科技業能維持生產。

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寶山第二水庫。圖/Wikipedia

不僅管線串聯,更要開創「多元水源」

有了聯通管串聯,就能解決缺水問題嗎?賴署長給出否定答案:「如果只有一種供水方式,突然有意外就完了。當然要有多股水源,多條管線。」

過往開發新水源,直覺想到的是蓋水庫,不過蓋水庫不僅要謹慎評估該地是否有充足水源,考慮安全性及經濟性是否合理,更要謹慎評估對環境生態的影響,通常一座水庫從規劃到興建完成,需耗時數十年的時間。

為了因應氣候變遷與逐步增加的用水量,水利署目前已朝「多元水源」的方式來尋找新水源,像是南化與寶山第二水庫藉由「溢流堰加高」擴增蓄水量,臺中水楠經貿園區淨化污水再利用的「再生水」,以及以及高屏溪的「伏流水」與新竹的「海淡水」,這些多元水源將與水庫水、川流水及地下水等傳統水源共同支撐起全臺用水。

此外,水利署也正想辦法讓洪水資源化,臺灣山高水急,大雨過後的洪水大部分都流向大海,只有少部分可被水庫收集,像是「河槽人工湖」就能增加收集水量,來供應日常使用,或補注超抽的地下水。

地區性強降雨解決方案—從「不淹水」轉變為「耐災韌性」

受氣候變遷影響,近年臺灣短延時強降雨頻率提高,低窪地區或排水系統也時常發生淹水,顯現目前臺灣防洪工程的不足。

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過去臺灣由於預算有限,治水策略多以建護岸、堤防或下水道為主,然而這種作法有其極限,即便已完成防洪工程的區域,也未必能面對未來極端降雨的情況,為此,水利署改變過往治水策略,從「不淹水」轉變為「耐災韌性、與水共生」,而在多年來中央與地方政府的聯合推動下,各地開始邁向「逕流分攤」的方式來治理水患。

「逕流」是指下雨時地表土壤無法吸收的水份,在地表形成的水流。「逕流分攤」是在淹水較為嚴重的河段,於新建(或改建)公共設施時,以不妨礙設施功能,建設洪水期間可收集逕流的滯洪池。此外,為提升土地耐淹能力,「出流管制」政策也要求開發單位,必須提升建築物的透水、保水與滯洪能力。

以日本東京鶴見川為例,由於東京市的發展,導致土地保水、滲透能力降低,洪水尖峰流量增加,更容易發生淹水。為此日本將橫濱日產體育館建置成兼具滯洪功能的公共設施,來應對鶴見川的洪峰流量,館場下方的滯洪池高度高達五公尺,平日則作為停車場使用。

橫濱日產體育館。圖/Wikipedia

「我們希望所有的土地都能更有效地利用,例如我們學校的操場,如果下面是一個蓄水池,那大雨下來是不是就不容易淹水了?」賴署長表示,近期開工的鹿港洛津國小的地下停車場兼滯洪池工程,正是「逕流分攤」的案例。

風暴將至,我們能做好準備嗎?

賴署長略為嚴肅地說:「我不期待氣候型態會回到 30 年前。」並重提了在 IPCC 的最優預測(SSP1-2.6)下,臺灣仍必須在 2050 年面對暴雨強度提高 15.7% 的情況。

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無論我們怎麼做,風暴已確定到來,那麼我們能事先做好準備嗎?賴署長說:「我認為我們能做到的,是使用適當的方法趨吉避凶。」隨著科學進步,模擬變得越來越精準,但終究還是預測,存在不確定性,雖然 2050 年最優預測是暴雨強度提高 15.7%,但上限呢?真的就只有前面提到的 20% 嗎?賴署長提醒我們要面對氣候變遷的現實,並在面臨風暴來臨之前做好準備,這個準備不只要能面對預估強度,更要有足夠的韌性,來面對超越預期的情況。

最後,賴署長說:「每個巨大的改變,一定是從一個微小的生活習慣,比如說開始固定運動,或是固定減少能源浪費。」也許現在看來微不足道的小動作,都將是未來的「重要一步」,就像蝴蝶效應一樣。

相信科學數據,擁抱不確定性,積極做出因應,這不僅是賴署長個人的想法,也是水利署全體的信念,唯有如此,才能在超乎預期的「風暴」來臨之前,做出最好的選擇。

參考文獻

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氣候變遷會讓世界變得又熱又病嗎?暖化之下的寄生關係可不簡單
阿咏_96
・2023/05/15 ・3188字 ・閱讀時間約 6 分鐘

近年來,氣候變遷已經變成一個眾所皆知的熱門話題,不僅影響著我們身處的自然環境,以及人類生活,也對生物的繁殖、生長、分布等造成衝擊。不過,今天我們沒有要討論海平面上升、極端天氣等這些巨觀環境的改變,而是要來談談或許你我體內都有的——寄生蟲。

提到寄生蟲,大家比較熟悉的或許是蟯蟲、蛔蟲等,有機會寄生於人類體內的寄生蟲,而自然中許多物種之間也有寄生關係,但這與氣候變遷有什麼關係呢?

有許多研究顯示,氣溫升高會導致寄生蟲爆發事件增加,也有些研究說寄生蟲在高溫下的表現比宿主好,因此暖化可能會造成相關疾病越來越嚴峻,後來也衍生出「地球越溫暖,流行病越多」的假說。

地球越溫暖,流行病越多」的假說近來相當盛行。圖/envatoelements

寄生不是哩想ㄟ那麼簡單

俗話說:魔鬼藏在細節裡。腹肌藏在脂肪裡。

如同在生物課本裡學過的,寄生關係是生物間的交互作用,一種生物寄居在另一種生物的體表或體內,獲取營養得以生存、繁殖,所以也並非只有寄生蟲的事,和宿主的生理也有很大關係。找到溫度升高會影響寄生過程的哪些步驟,以及背後的機制怎麼運作,是了解氣候變遷對寄生關係影響的關鍵。

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近期發表在英國皇家學會《自然科學會報》(Philosophical Transactions of the Royal Society B)的一項新研究就發現,溫度能夠調節寄生真菌在宿主水蚤體內的感染機制。

這個研究由臺灣大學氣候變遷與永續發展學程助理教授孫烜駿與美國密西根大學研究團隊合作,利用暖化實驗觀察水蚤和真菌之間的寄生關係。

他們將一種水蚤 Daphnia dentifera 作為實驗物種,水蚤平常吃藻類等浮游植物,然後也會被更大的捕食者吃掉,因此水蚤在淡水食物網中扮演著重要角色。而今天的另一個主角 —— 寄生真菌 Metschnikowia bicuspidata ,則是一種會感染多種水蚤的酵母菌。

那水蚤是怎麼被感染的呢?

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宿主與寄生真菌之間的攻防戰

水蚤在濾食水中浮游植物時,寄生真菌的孢子可能會一起被牠吃進去,這時感染過程就開始了(水蚤表示:窩⋯⋯窩不知道QQ)首先,寄生真菌的針狀孢子需要先刺穿水蚤的腸道上皮細胞,才能進到體腔內開始發育、繁殖,感染初期有些水蚤還可能痊癒,否則就會進到最終感染階段,一旦水蚤體腔內充滿寄生真菌的孢子或孢子囊,便不可能康復,最終走向死亡,之後下一代孢子釋放回環境中,再被新宿主吃掉,完成感染週期。

寄生真菌在水蚤中的感染過程。生真菌的針狀孢子會先刺穿水蚤的腸道上皮細胞。圖/英國皇家學會《自然科學會報》

也不是所有被吃進去的孢子都能夠成功感染宿主,必須要經過重重關卡,畢竟水蚤也不是吃素的(好啦水蚤真的吃素沒錯 XD)

而兩道最重要的關卡就是「物理屏障」與「細胞免疫」。

物理屏障是一種常見的防禦形式,例如我們的皮膚和植物的角質層,在水蚤與寄生真菌的感染過程裡,腸道上皮細胞就是抵抗孢子進入體腔的物理屏障,像是一道能夠抵抗外來敵人的城牆。

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但如果孢子還是順利進到水蚤的體腔內,細胞免疫就像一支軍隊,免疫細胞士兵們會聚集到被感染的部位,開啟防禦模式,共同抵禦外敵,也就是前面提到的,有些剛被感染的水蚤有機會康復的原因。

健康的 Daphnia dentifera 水蚤(左圖)與被寄生真菌 Metschnikowia bicuspidata 感染的水蚤(右圖)。圖/國立台灣大學

暖化之下,寄生關係會怎麼樣

研究團隊想知道:溫度對物裡屏障和細胞免疫的影響,以及會不會影響最終感染的機率。

因此他們把水蚤放到 20°C 和 24°C 下的環境飼養,為甚麼是這兩個溫度呢?

根據先前研究,20°C 是適合水蚤生長繁殖的溫度,而 24°C 則是來自 2100 年氣候變遷預測下的平均溫度變化,自西元 1985 年起,夏季的湖面溫度以每十年 0.34°C 攀升,到本世紀末預計上升 4°C。

並將不同溫度下飼養的水蚤,分別放入有寄生真菌和沒有寄生真菌的環境,總共四種環境條件的組別。

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  1. 實驗組:24°C,沒有寄生真菌
  2. 實驗組:24°C,有寄生真菌
  3. 控制組:20°C,沒有寄生真菌
  4. 控制組:20°C,有寄生真菌

接著,為了知道感染初期的情形,針對有寄生真菌的組別,研究團隊在放入真菌 24 小時後,用複式顯微鏡觀察,檢查水蚤腸道和體腔內是否有孢子,以及孢子的數量。

那要怎麼知道物理屏障和細胞免疫的防禦效果呢?

如同前段提過的,我們將作為物理屏障的腸道上皮細胞想像成城牆,免疫細胞想像成軍隊,而寄生真菌的孢子是試圖入侵的外敵

腸道的防禦力便是用「後來在體腔內的孢子數」與「所有試圖刺穿腸道上皮的孢子數」相除;也就是「進到城牆內的敵人數」除以「所有一開始來城牆外攻擊的敵人數量」。(編按:每一百個攻擊城牆的敵人,會有多少人突破城牆的防禦進到牆內)

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除此之外,團隊也觀察在不同溫度下水蚤腸壁上皮的厚度,畢竟城牆的厚度可能是防禦的關鍵。

而細胞免疫則是以「前來支援的免疫細胞數」除以「體腔內的孢子數」計算,可以想像成一個敵人需要幾個士兵一起抵抗

除了兩道關卡的抵禦能力外,為了解水蚤的健康狀態,研究團隊紀錄牠們在感染後的死亡率和繁殖力。

溫度影響的不只是寄生關係

實驗結果發現,較溫暖環境下的水蚤腸壁上皮細胞比控制組厚,但腸壁是越厚越好嗎?

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另一個結果顯示,其實較厚和較薄的腸壁上皮細胞,比較能抵抗寄生孢子的攻擊,反而是有中等腸道厚度的水蚤防禦孢子進入體腔的能力較弱。

而關於細胞免疫,則發現隨著成功進入體腔的孢子數量增加,附著在孢子上的免疫細胞總數也跟著增加,但在較溫暖環境下飼養的水蚤召集來的免疫細胞,比控制環境下來得少。也就是說,越多敵人入侵,軍隊會募集越多士兵來共同對抗,但在溫暖環境下召來的士兵較少

那物理屏障和細胞免疫之間有什麼關係呢?

在 20°C 下,腸道上皮細胞越厚,每個寄生孢子所需要的免疫細胞數就越少,這似乎蠻容易理解的,若城牆越厚,軍隊火力就不需要太強,反之亦然。

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但在 24°C 卻看不到同樣的趨勢,我們知道的只有在溫暖環境下,同樣腸道厚度免疫細胞仍比控制組少。

最後,不論是繁殖力還是存活率,都是在溫暖環境下被感染的水蚤敬陪末座。

從這個研究,我們可以得知,溫度上升不僅會改變宿主的物理屏障,也會影響細胞免疫,進而改變寄生真菌對水蚤的感染結果。在更了解溫度影響寄生關係中的哪些關鍵特徵和結果後,便能預測在暖化環境中,宿主與寄生蟲之間的交互作用,以及所導致的後果。

參考文獻

  1. Sun, S. J., Dziuba, M. K., Jaye, R. N., & Duffy, M. A. (2023). Temperature modifies trait-mediated infection outcomes in a Daphnia–fungal parasite system. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 378(1873), 20220009.
  2. Rohr, J. R., & Cohen, J. M. (2020). Understanding how temperature shifts could impact infectious disease. PLoS biology, 18(11), e3000938.
  3. Harvell, C. D., Mitchell, C. E., Ward, J. R., Altizer, S., Dobson, A. P., Ostfeld, R. S., & Samuel, M. D. (2002). Climate warming and disease risks for terrestrial and marine biota. Science, 296(5576), 2158-2162.
  4. Miner, B. E., De Meester, L., Pfrender, M. E., Lampert, W., & Hairston Jr, N. G. (2012). Linking genes to communities and ecosystems: Daphnia as an ecogenomic model. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 279(1735), 1873-1882.
  5. Ozersky, T., Nakov, T., Hampton, S. E., Rodenhouse, N. L., Woo, K. H., Shchapov, K., … & Moore, M. V. (2020). Hot and sick? Impacts of warming and a parasite on the dominant zooplankter of Lake Baikal. Limnology and Oceanography, 65(11), 2772-2786.
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