0

3
1

文字

分享

0
3
1

絕美的海岸線——彰化沿海的鷸鴴景觀

自然保育季刊_96
・2021/07/02 ・5447字 ・閱讀時間約 11 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

  • 本文轉載自特有生物研究保育中心,《自然保育季刊》第 113 期
  • 作者 / 蔡芷怡|社團法人中華民國野鳥學會環境計畫專員、丁宗蘇|國立臺灣大學森林環境暨資源學系教授、林佳祈|國立臺灣大學森林環境暨資源學系碩士生、沈芳伃|國立臺灣大學森林環境暨資源學系碩士生

夏季來到彰化海岸,迎面而來便是熾熱的陽光和強勁的海風。王功漁港的街道飄出陣陣海鮮的香氣。 芳苑的灘地上,溫厚的黃牛拉著車,踏著悠閒地腳步,載著觀光客到灘地採蚵,而這些黃牛就被暱稱為「海牛」。大朋友小朋友興奮地拿著鏟子和水桶,在漢寶溼地的泥灘中挖掘各色的貝類;同時,招潮蟹揮舞著大螯,彈塗魚扭動著身子,點綴整個畫面。 但您是否有注意過,在灘地上也有一群保護色極佳的小小鳥兒,用多樣形狀的鳥喙,勤懇地捕食泥灘中的貝類、蠕蟲、螃蟹……等生物,牠們是鷸和鴴,靜靜地生存在這片食物豐富的彰化海濱,是我 (本文第一作者,下同) 非常著迷的鳥類類群。

傍晚的彰化海岸風情。圖/鍾上瑋攝

過去許多蚵農和牛一起到泥灘地幫忙運蚵,現在只有在彰化海岸比較容易看到「海牛耕蚵田」 這樣的場景。許多海牛們也轉型為觀光,載著遊客們下海挖蚵、欣賞風景。讀者們有興趣可以來看看可愛的海牛,但是蚵農們年紀越來越大,也希望有後輩能繼承這個文化。

是什麼?

一般賞鳥人說到的鷸鴴鳥類,通常指鴴形目 (Scolopacidae) 下,鷸科(Scolopacidae)、鴴科 (Charadriidae) 、長腳鷸科 (Recurvirostridae) 及蠣鷸科 (Haematopodidae) 等水鳥。這些鳥有比例較長的腳和鳥喙,方便牠們在淺水中涉水覓食。不同的鷸鴴,多樣的鳥喙擺在一起看,就像是一組設備齊全的工具箱,處理不同的底棲生物。東方環頸鴴 (Charadrius alexandrines) 筆直的短喙追逐灘地表面的小蟲;同樣有著強健短喙的翻石鷸 (Arenaria interpres) 就如牠的名字,頂開灘地上的石頭,找尋躲藏其中的小動物。

反嘴鴴用上翹的嘴搜尋淺水中的小生物。圖/鍾上瑋攝

反嘴鴴 (Recurvirostra avosetta) 用上翹的纖細嘴喙撩動水體,捕捉水中小生物。蠣鴴 (Haematopus ostralegus) 用長而銳利的喙,專挑貝類和螺類,撬開後大快朵頤。中杓鷸 (Numenius phaeopus) 與大杓鷸 (N. arquata) 長而下彎的喙,鑽出泥灘中深層的生物。嘴喙從短到長,有筆直、上翹、下彎的形狀,還有或堅硬或柔軟的質地,全方位處理泥灘地中不同的生物,讓人不得不讚嘆自然的奧妙,透過不同的形狀區隔獵物,也可以避免彼此間的競爭。

彎嘴濱鷸換上橘紅色的繁殖羽。圖/蔡芷怡攝

鷸鴴大多屬於候鳥,會隨著季節遷徙,臺灣對牠們來說,是一個南來北往的中繼站。在秋冬時期,樸素的灰褐色讓牠們不容易被發現,但進入繁殖期後,會換上亮麗的羽衣 (plumage)。彎嘴濱鷸 (Calidris ferruginea) 換上一身橘紅色的外衣,大濱鷸 (C. tenuirostris) 也以橘紅色調挑染原本灰褐的羽毛。黑腹濱鷸 (C. alpine) 將腹部的羽毛繪成一幅黑色的水墨。太平洋金斑鴴 (Pluvialis fulva) 也打底了黑色的腹面,背側刷上絢麗的金色。入春後 (大約3、4月) 去尋找這些鳥兒,就有機會看到牠們換上精緻美麗的彩羽。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
太平洋金斑鴴換上黑配金的繁殖羽。圖/鍾上瑋攝

在沿海地帶——鷸鴴的棲地

沿海地區依植物組成可以概分為草澤 (marsh) 和林澤 (swamp)。在臺灣,草澤常見的優勢植物有蘆葦 (Phragmites communis) 或一些禾本科 (Poaceae)、莎草科 (Cyperaceae) 植物,例如以雲林莞草 (Bolboschoenus planiculmis) 為主的高美溼地。林澤則以紅樹林 (mangrove) 為主,如關渡的水筆仔 (Kandelia obovata) 紅樹林;芳苑溼地的海茄苳林 (Avicennia marina),部分地區有水筆仔混生;四草野生動物保護區以海茄苳為主,散生部分欖李 (Lumnitzera racemosa)。這些沿海植物形成不同的底棲結構,孕育不同的底棲生物相,也影響著鷸鴴棲息與否。彰化的沿海地貌主要為大面積的泥灘地 (mudflat),部分區域有紅樹林生長 (國家重要濕地保育計畫─彰化海岸永續整體規劃成果報告 2017)。

三趾濱鷸 ( Calidris alba ) (左二) 和翻石鷸 ( 左一與右一 ) 尋找著淺層泥灘地中的食物。
圖/蔡芷怡攝

根據上述報告,芳苑鄉的紅樹林總面積有 22 公頃,其中漢寶溪、後港溪與二林溪之溪口為紅樹林覆蓋度較高的區域。另外,在彰化沿海也有部分草澤,面積最大的草澤在大城溼地,一些分布於線西鄉、漢寶溼地,主要植被為外來種的互花米草 (Spartina alterniflora)。互花米草已經入侵多處的海岸環境,改變了泥灘地的底棲生物相。互花米草的地下根莖深且密,其根系也容易吸附重金屬 (Chen and Ma 2017),影響底棲生物的生存 (Chen 2007),許多國家都面臨相同的問題。貧乏的灘地也讓鷸鴴大大降低了造訪的意願,我在 2018 年進行的鳥類調查幾乎沒有在互花米草草澤中觀察到鷸鴴。臺中高美溼地互花米草的擴散情況較嚴重,互花米草生長快速,為了保護原生雲林莞草的生長空間,持續進行著移除的工程。

紅樹林生態系孕育了許多生物,鳥類的物種和數量也相當多。彰化沿海都生長著紅樹林,從小苗、 1 – 3 公尺高零星的植株,到樹高 5 – 7 公尺的茂密紅樹林皆有分布。福寶溼地的吉安水道、芳苑溼地的二林溪口幾乎都是 5 公尺以上的高大海茄苳占據。在彰化,不同的鳥類利用紅樹林的方式有所差異,對麻雀 (Passer montanus) 、白頭翁 (Pycnonotus sinensis)、綠繡眼(Zosterops simplex)等陸棲型鳥類來說,生長茂密的紅樹林就像是一個林地。

黃頭鷺在樹上休息。圖/鍾上瑋攝

臺灣的紅樹林種類不會產生鳥兒愛吃的香甜水果、種子,理論上應該不會有很多鳥棲息;而在西部平地,許多地區都開發為農田、魚塭和建築物,紅樹林就像是另一個庇護所,讓鳥兒在樹上躲藏、休息。海岸農地的區域,也可以觀察到常在農田中覓食的棕扇尾鶯 (Cisticola juncidis)、褐頭鷦鶯 (Prinia inornata)、斑文鳥(Lonchura punctulate) 們飛進紅樹林中休息、高唱。我也在沒有受潮汐影響的紅樹林中找到鳥巢,可以推測這類小型雀形目 (Passeriformes) 鳥類也把紅樹林當作棲所使用。另一類也常在海邊活動的鳥——鷺鷥,對於矮小紅樹林不屑一顧,但生長在海邊高大的紅樹林就像防風林般,是非常適合鷺鷥作為休息處和夜棲的處所 (夜晚鳥兒會群聚休息的區域) 。從觀察這些鳥類中,我們可以知道紅樹林除了是招潮蟹、彈塗魚,以及多種無脊椎動物的重要棲地外,對於陸鳥和鷺鷥來說,是可以代替陸域灌叢和樹林的補償棲地。紅樹林涵養的豐富底棲生物,是提供遠道而來的遷徙性水鳥們吃不盡的食物來源。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

彰化泥灘地的重要性

臺灣位在鳥類的東亞澳遷徙線 (East Asian Australasian Flyway, EAAF) 上,此路線由阿拉斯加、西伯利亞的候鳥繁殖地,延伸至澳洲、紐西蘭的度冬地,中間經過東亞、東南亞的各個國家。東亞澳遷徙線上有 492 種遷徙性鳥類,其中 64 種為國際自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄 (The IUCN Red List of Threatened Species) 評定的受威脅鳥種 (Lin et al. 2019) 。對於長途飛行的鳥類,臺灣是一個重要的休息站 (stopover site)。大部分的遷徙性鳥類類群為鷸鴴、鷗、鷺鷥、雁鴨等,具有國際性保育地位的水鳥——黑面琵鷺 (Platalea minor) 也屬於此類。因此保留合適的棲地,在全球的水鳥保育上有著重要的地位。

在漢寶、芳苑地區可以常常看到黑嘴鷗的身影。圖/蔡芷怡攝

中部海岸在海流和潮汐的影響下,有相當大的潮差,大潮時可以達到 3.5 – 4 公尺 (交通部中央氣象局),反覆地將海中的營養物質帶到泥灘,彰化又有著中臺灣最大片的天然泥灘地,每年都吸引大量的鷸鴴來此過境與度冬。彰化的水鳥們退潮時在裸露的泥灘地中覓食,漲潮時則會飛至內陸放乾的魚塭休息,或是到農田中覓食。如果想要來看看這些可愛的過客,不妨注意潮汐的時間,也要注意海水的深度,別讓自己困在漲潮時的海中!

位於彰化的大肚溪口、漢寶溼地、芳苑溼地、濁水溪口溼地由國際鳥盟 (Bird Life International) 評定為臺灣的重要野鳥棲地 (Important Bird and Biodiversity Area, IBA),為臺灣水鳥三大熱點之一(Lin et al. 2020)。IUCN 評定為易危等級 (Vulnerable) 的黑嘴鷗 (Chroicocephalus saundersi) 在此區域穩定度冬,還有許多瀕臨絕種、珍貴稀有鳥類,如黑面琵鷺、琵嘴鷸 (Calidris pygmaea) 也曾在此棲息。不同環境因子交錯影響下,才能造就出如此美麗的野鳥天堂。

彰化泥灘地目前面臨的威脅

大肚溪口原本是中部鳥類多樣性居冠的重要棲地,無論在鳥隻數和鳥種數皆是如此。但是,在 1987 年北岸興建火力發電廠時,可能是築堤防影響了水流方向,使上游的泥沙覆蓋淤積,影響底棲生物生存。大肚溪口曾經是全臺大杓鷸數量最多的區域,2008 年卻發現分布地明顯改變,轉而停留在芳苑地區的泥灘地 (臺灣重要野鳥棲地手冊第二版) 。另一個案例為延宕建設了 20 年的台 61 線王功到芳苑段的道路工程。由於直接貼著海岸線興建道路,截斷了水鳥前往灘地和內陸的路線,因此受到環境保育人士的關切與抗爭。當初若重新規劃路線會造成工程的延遲,為了鳥類更動路線受到當地居民的反對。經過雙方的抗爭與妥協後,決定將道路在福寶溼地至王功段向內陸後退,建造在多為廢棄魚塭及廢棄農田的土地上,並在芳苑溼地段道路架設隔音牆,減少車輛噪音。鷸鴴對於噪音和震動的容忍程度還沒有確切的定論,如此修正是否能減少對鳥類的干擾,還需進一步的評估。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
大杓鷸現在棲息在芳苑一帶,有非常長的喙,捕捉躲在深處的無脊椎生物。圖/鍾上瑋攝

任何一個工程建設的衝擊,對環境來說可能都是無法挽回的。人類做的每一個決策,都應該被仔細評估,而工程結束後的生態監測也是相當重要的。

彰化泥灘地面臨的問題——紅樹林過度生長

紅樹林對於海岸有減緩海岸侵蝕、提供棲地、固碳等功效。但紅樹林長得越多、越大片就越好嗎? 關渡自然公園內,曾經有許多雁鴨和鷸鴴漫步在這片泥灘平原。園區內設置許多賞鳥牆,可以在不驚嚇動物的情況下,觀察水鳥、招潮蟹與彈塗魚。偶爾會看到園區內的員工—水牛懶懶地在草地上休息,空中偶有黑翅鳶 (Elanus caeruleus) 、黑鳶 (Milvus migrans) 或魚鷹 (Pandion haliaetus) 等猛禽飛過。豐富的溼地景觀與水鳥讓這塊灘地依據《文化資產保存法》 被劃設為自然保留區。但隨著水筆仔擴張,覆蓋了整個溪口,泥灘地漸漸陸化。這些水鳥生活在紅樹林生態系中,而其食物資源 (昆蟲、蟹類、貝類、蠕蟲等無脊椎動物) 卻以生活在泥灘地為主,若泥灘地完全被覆蓋,不利於水鳥們停棲、覓食,也會改變底質結構,使灘地逐漸陸化。

彰化地區高密度紅樹林分布之區域。圖/Esri 地圖服務:Landsat 衛星影像

2012 年在淡水河流域的研究已證實,在長滿紅樹林的淡水河流域,以大型機具挖掉紅樹林,製造一塊泥灘地,鷸鴴的數量就有明顯的增加 (Huang et al. 2012)。從關渡的案例可以看出,密度高、覆蓋度高的紅樹林對生物不一定是好的棲地,而彰化也有紅樹林擴張的區域。早年紅樹林都被認為是優良的沿海地景,政府鼓勵栽植,因此彰化沿海也有人為種植的水筆仔、海茄苳。種植的方式是沿著海堤進行條狀栽植,因此紅樹林是以平行海岸的方向擴散。目前覆蓋度最高的灘地位於後港溪口與二林溪口,以海茄苳為主要樹種。後港溪口周圍就是著名的觀光區王功漁港;二林溪口位於芳苑普天宮,現在是大杓鷸在彰化的主要棲地,這兩個區域樹多的地方幾乎沒有鷸鴴利用。2018 年的鳥類調查 (蔡芷怡 2019) 可以看出陸化的紅樹林中,鳥類組成差異甚大,紅樹林覆蓋度高的鳥類以麻雀、白頭翁為主,覆蓋度低及沒有樹的泥灘地,鳥種以鷸鴴為主。

為什麼鷸鴴都選擇在空曠的泥灘地呢? 目前回顧文獻的其中一個原因,與他們的避敵策略有關 (Dekker and Ydenberg 2004)。鷸鴴的避敵方式通常傾向在空曠的地方,能夠早一步發現掠食者。透過群聚覓食,當其中一隻看到敵人時便會群體驚飛。也有研究指出黑腹濱鷸越靠近海岸線 (沿岸植物生長處) ,被遊隼 (Falco peregrinus) 捕食的機率越高,可以看出跟陸域的鳥喜歡躲在隱蔽處的策略有所不同。第二個原因可能很單純地,這些區域的無脊椎動物豐富度高,自然吸引許多鷸鴴來覓食。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
每年的過境期、度冬期,都有相當大量的鷸鴴在漲潮時停在魚塭休息,非常壯觀。圖/蔡芷怡攝

由於彰化的泥灘地範圍非常大,幾塊覆蓋度高的紅樹林尚未覆蓋整個沿海地區的泥灘地,但若有持續大範圍生長,可能就需要專家評估是否影響水鳥的生存。

彰化地區的沿海泥灘地並未列在《濕地保育法》中定義之國家級溼地,但是其溼地之功能、無脊椎動物,以及鳥類的資源都是非常豐富且無法取代的。若企業和政府要利用土地發展工業,以及近期的新興綠能產業─離岸風機與光電板的架設,很大的可能會選擇這塊溼地為目標。希望讀者們能夠共同來重視這塊土地的價值,留給這些水鳥們一個好的庇護所。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
自然保育季刊_96
15 篇文章 ・ 14 位粉絲
自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

0

2
0

文字

分享

0
2
0
地震之島的生存法則!921地震教育園區揭開台灣的防災祕密
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/20 ・4553字 ・閱讀時間約 9 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為什麼台灣會像坐在搖搖椅上,總是時不時地晃動?這個問題或許有些令人不安,但卻是我們生活在這片土地上的現實。根據氣象署統計,台灣每年有 40,000 次以上的地震,其中有感地震超過 1,000 次。2024年4月3日,花蓮的大地震發生後,台灣就經歷了超過 1,000 次餘震,這些數據被視覺化後形成的圖像,宛如台北101大樓般高聳穿雲,再次引發了全球對台灣地震頻繁性的關注。

地震發生後,許多外國媒體擔心半導體產業會受影響,但更讓他們稱奇的是,台灣竟然能在這麼大的地震之下,將傷害降到這麼低,並迅速恢復。不禁讓人想問,自從 25 年前的 921大地震以來,台灣經歷了哪些改變?哪些地方可能再發生大地震?如果只是遲早,我們該如何做好更萬全的準備?

要找到這些問題的答案,最合適的地點就在一座從地震遺跡中冒出的主題博物館:國立自然科學博物館的 921地震教育園區。

圖:跑道捕捉了地震的瞬間 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

下一個大地震在哪、何時?先聽斷層說了什麼

1999年9月21日凌晨1點47分,台灣發生了一場規模7.3的大地震,震央在南投縣集集鎮,全台 5 萬棟房子遭震垮,罹難人數超過 2,400 人。其中,台中霧峰光復國中校區因車籠埔斷層通過,地面隆起2.6公尺,多棟校舍損毀。政府決定在此設立921地震教育園區,保留這段震撼人心的歷史,並作為防災教育的重要基地。園區內兩處地震遺跡依特性設置為「車籠埔斷層保存館」和「地震工程教育館」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

車籠埔斷層保存館建於原操場位置,為了保存地表破裂及巨大抬升,所以整體設計不採用樑柱結構,而是由82根長12公尺、寬2.4公尺、重約10噸的預鑄預力混凝板組成,外觀為曲線造型,技術難度極高,屬國內外首見,並榮獲多項建築獎。而地震工程教育館保留了原光復國中受損校舍,讓民眾親眼見證地震的驚人破壞力,進一步強調建築結構與安全的重要性。毀損教室旁設有由園區與「國家地震工程研究中心」共同策劃的展示館,透過互動展示,讓參觀者親手操作,學習地震工程相關知識。

國立自然科學博物館地質學組研究員蔣正興博士表示,面積上,台灣是一個狹長的小島,卻擁有高達近4000公尺的山脈,彰顯了板塊激烈擠壓、地質活動極為活躍的背景。回顧過去一百年的地震歷史,從1906年的梅山地震、1935年的新竹-台中地震,到1999年的921大地震,都發生在台灣西部,與西部的活動斷層有密切關聯,震源位於淺層,加上人口密度較高,因此對台灣西部造成了嚴重的災情。

而台灣東部是板塊劇烈擠壓的區域,地震震源分佈更廣。與西部相比,雖然東部地震更頻繁,但由於人口密度相對較低,災情相對較少。此外,台灣東北部和外海也是地震多發區,尤其是菲律賓海板塊往北隱沒至歐亞板塊的隱沒地震帶,至沖繩海槽向北延伸,甚至可能影響到台北下方,發生直下型地震,這種地震因震源位於城市正下方,危害特別大,加上台北市房屋非常老舊,若發生直下型地震,災情將非常嚴重。

除了台北市,蔣正興博士指出在台灣西部,我們特別需要關注的就是彰化斷層的影響,該斷層曾於1848年發生巨大錯動。此外,我們也需要留意西南部的地震風險,如 1906 年的梅山地震。此兩條活動斷層距今皆已超過 100 年沒活動了。至於東部,因為存在眾多活動斷層,當然也需要持續注意。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

我們之所以擔心某些斷層,是因為這些區域可能已經累積了相當多的能量,一旦達到臨界點,就會釋放,進而引發地震。地質學家通常會沿著斷層挖掘,尋找過去地震的證據,如受構造擾動沉積物的變化,然後透過定年技術來確定地震發生的時間點,估算出斷層的地震週期,然而,這些數字的計算過程非常複雜,需要綜合大量數據。

挑戰在於,有些斷層的活動時間非常久遠,要找到活動證據並不容易。例如,1906年的梅山地震,即使不算久遠,但挖掘出相關斷層的具體位置仍然困難,更不用說那些數百年才活動一次的斷層,如台北的山腳斷層,因為上頭覆蓋了大量沉積物,要找到並研究這些斷層更加困難。

儘管我們很難預測哪個斷層會再次活動,我們仍然可以預先對這些構造做風險評估,從過往地震事件中找到應變之道。而 921 地震教育園區,就是那個可以發現應變之道的地方。

圖:北棟教室毀損區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

921 後的 25 年

在園區服務已 11 年的黃英哲擔任志工輔導員,常代表園區到各地進行地震防災宣導。他細數 921 之後,台灣進行的六大改革。制定災害防救法,取代了總統緊急命令。修訂了建築法規,推動斷層帶禁限建與傳統校舍建築改建。組建災難搜救隊伍,在面對未來災害時能更加自主應對。為保存文化資產,增設了歷史建築類別,確保具有保存價值的建築物得到妥善照料。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

最後,則是推行防災教育。黃英哲表示,除了在學校定期進行防災演練,提升防災意識外,更建立了921地震教育園區,不僅作為教育場所,也是跨部門合作的平台,例如與交通部氣象署、災害防救辦公室、教育部等單位合作,進行全面的防災教育。園區內保留了斷層線的舊址,讓遊客能夠直觀地了解地震的破壞力,最具可看性;然而除此之外,園區也是 921 地震相關文物和資料的重要儲存地,為未來的地震研究提供了寶貴的資源。

堪稱園區元老,在園區服務將近 19 年,主要負責日語解說工作的陳婉茹認為,園區最大的特色是保存了斷層造成的地景變化,如抬升的操場和毀壞的教室場景,讓造訪的每個人直觀地感受地震的威力,尤其是對於年輕的小朋友,即使他們沒有親身經歷過,也能透過這些真實的展示認識到地震帶來的危險與影響。

陳婉茹回憶,之前有爸媽帶著小學低年級的小朋友來參觀,原本小朋友並不認真聽講,到處跑來跑去,但當他看到隆起的操場,立刻大聲說這他在課本看過,後來便聚精會神地聽完 40 分鐘的解說。

圖:陳婉茹在第一線負責解說工作 / 圖片來源:921地震教育園區

除了每看必震撼的地景,園區也透過持續更新策展,邀請大家深入地震跟防災的各個面向。策展人黃惠瑛負責展示設計、活動規劃、教具設計等工作。她提到,去年推出的搜救犬特展和今年的「921震災啓示展」與她的個人經歷息息相關。921 大地震時的她還是一名台中女中的住宿生,當時她儘管驚恐,依舊背著腿軟的學姊下樓,讓她在策劃這些展覽時充滿了反思。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在地震體驗平臺的設計中,黃惠瑛強調不僅要讓觀眾了解災害的破壞力,更希望觀眾能從中學到防災知識。她與設計師合作,一樓展示區採用了時光機的概念,運用輕鬆、童趣的風格,希望遊客保持積極心態。二樓的地震體驗平臺結合六軸震動臺和影片,讓遊客真實感受921地震的情境。她強調,這次展覽的目標是全民,設計上避免了血腥和悲傷的元素,旨在讓觀眾帶著正向的感受離開,並重視防災意識。

圖:地震體驗劇場 / 圖片來源:921地震教育園區

籌備今年展覽的最大挑戰是緊迫的時間。從五月開始,九月完成,為了迅速而有效地與設計師溝通,黃惠瑛使用了AI工具如ChatGPT與生成圖像工具,來加快與設計師溝通的過程。

圖:黃惠瑛與設計師於文件中討論設計/ 圖片來源:921地震教育園區

蔣正興博士說,當初學界建議在此設立地震教育園區,其中一位重要推手是法國地質學家安朔葉。他曾在台灣指導十位台灣博士生,這些博士後來成為地質研究的中堅力量。1999年921大地震後,安朔葉教授立刻趕到台灣,認為光復國中是全球研究斷層和地震的最佳觀察點,建議必須保存。為紀念園區今年成立20週年,在斷層館的展示更新中,便特別強調安朔葉的貢獻與當時的操場圖。

此外,作為 20 週年的相關活動,今年九月也將與日本野島斷層保存館簽署合作備忘錄(MOU),強化合作並展示台日合作歷史。另一重頭戲則是向日本兵庫縣人與自然博物館主任研究員加藤茂弘致贈感謝狀,感謝他不遺餘力,長期協助園區斷層保存館的剖面展品保存工作。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
右圖:法國巴黎居禮大學安朔葉教授。左圖:兵庫縣立人與自然博物館主任研究員加藤茂弘
/ 圖片來源:921地震教育園區

前事不忘,後事之師

盡力保存斷層跟受創校舍,只因不想再重蹈覆徹。蔣正興博士表示,921地震發生在車籠埔斷層,其錯動形式成為全球地質研究的典範,尤其是在研究斷層帶災害方面。統計數據顯示,距離車籠埔斷層約100公尺內,住在上盤的罹難率約為1%,而下盤則約為0.6%。這說明住在斷層附近,特別是上盤,是非常危險的。由於台灣主要是逆斷層活動,這一數據清楚告訴我們,在上盤區域建設居住區應特別小心。

2018年花蓮米崙斷層地震就是一個例證。

在921地震後,政府在斷層帶兩側劃設了「地質敏感區」。因為斷層活動週期較長,全球大部分地區難以測試劃設敏感區的有效性,但台灣不同,斷層活動十分頻繁。例如 1951 年,米崙斷層造成縱谷地震,規模達 7.3,僅隔 67 年後,在 2018 年再次發生花蓮地震,這在全球是罕見的,也因此 2016 年劃設的地質敏感區,在 2018 年的地震中便發現,的確更容易發生地表破裂與建築受損,驗證了地質敏感區劃設的有效性。

圖:黃英哲表示曾來園區參訪的兒童寄來的問候信,是他認真工作的動力 / 圖片來源:921地震教育園區

在過去的20年裡,921地震教育園區不僅見證了台灣在防災教育上的進步,也承載著無數來訪者的情感與記憶。每一處地震遺跡,每一項展示,都在默默提醒我們,那段傷痛歷史並未走遠。然而,我們對抗自然的力量,並非源自恐懼,而是源自對生命的尊重與守護。當你走進這座園區,感受那因地震而隆起的操場,或是走過曾經遭受重創的教室,你會發現,這不僅僅是歷史的展示,更是我們每一個人的責任與使命。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

來吧,今年九月,走進921地震教育園區,一起在這裡找尋對未來的啓示,為台灣的下一代共同築起一個更堅固、更安全的家園。

圖:今年九月,走進921地震教育園區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

延伸閱讀:
高風險? 家踩「斷層帶、地質敏感區」買房留意
「我摸到台灣的心臟!」法國地質學家安朔葉讓「池上斷層」揚名國際
百年驚奇-霧峰九二一地震教育園區|天下雜誌

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

3

4
6

文字

分享

3
4
6
使用「藍碳」捕捉二氧化碳的速度比森林快四倍!這個方法可行嗎?——《圖解全球碳年鑑》
商業周刊
・2022/10/05 ・4523字 ・閱讀時間約 9 分鐘

沿海濕地中的藻類、海草、紅樹林、鹽沼、和其他植物在生長過程中會吸收和捕獲二氧化碳。沿海和海洋生態系統捕獲和儲存二氧化碳的方式,稱之為「藍碳」。

被封存在海底的碳有一半以上來自這些沿岸的森林,它們捕獲二氧化碳的速度比傳統森林快了 4 倍,因為大部分的碳都進入幾米深的潮濕土壤中。以這種方式捕獲碳可以將之從大氣層中移除,降低空氣中二氧化碳的總含量。

1 公頃的紅樹林每年可以捕獲多達 8 噸的二氧化碳,遠比 1 公頃熱帶森林所能捕獲的量還要多。

在過去半個世紀以來,世界上約 30% 到 50% 的紅樹林遭到破壞

1 公頃的紅樹林每年可以捕獲多達8 噸的二氧化碳,遠比1 公頃熱帶森林所能捕獲的量還要多。圖/商業週刊

土壤的碳儲存方式

土壤是有生命的。當泥土被無數的有機微生物寄居時,就變成了土壤,成為植物生長的重要基質。

土壤還將世界上大量的碳儲存在一種物質當中,也就是所謂的土壤有機質(soil organic matter,SOM)。有機一詞在此並不是指沒有化肥或殺蟲劑,而是指存在大量的碳。通常土壤有機質含有 50% 到 60% 的碳。大多數用於農業的土壤含有 3% 到 6% 的有機質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

當植物原料(如葉子或莖)凋零掉落到土地上時,會被土壤中的微生物分解,這個過程將植物轉化為碳,並產生有機質。碳被封存在土壤中,不再以二氧化碳的形式釋放到大氣中。

當植物原料凋零掉落到土地上時,會被土壤中的微生物分解,這個過程將植物轉化為碳,並產生有機質。圖/Pixabay

犁田耕作會破壞土壤有機質和碳的儲存。耕地時,會使有機質暴露地表,更容易被微生物利用,迅速消耗土壤有機質,將二氧化碳釋放到大氣層中。每年由於耕作、侵蝕、或與氣候相關的土壤變化(如永久凍土融化),造成儲存在土壤中大約 10 到 20 億噸的碳,以二氧化碳的形式釋放回大氣層中。

土壤有機質可以保留或重建,使得大氣中的二氧化碳返回土壤長期封存。農民在施肥、將植物廢棄物(如玉米秸稈)留在田間進行分解、或種植覆蓋作物時,會增加土壤有機質。覆蓋作物是在生長季節過後、田間空無作物時種植,通常是草或三葉草,根部很深,能穿透土壤。如果在種植新的經濟作物之前讓覆蓋作物在田間分解,能夠顯著增加土壤中的有機質和碳。

最小化耕作(稱為保護性耕作)是另外一種防止土壤有機質流失(或使土壤慢慢再生)的方法。其中所謂的免耕種植,是指利用專門的播種機將種子放入一小塊翻鬆的土壤中,因此無須翻耕整片田地。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

讓土壤恢復健康

泥土並不完全相同,土壤的養分含量會隨著時間根據其處理方式、和所處的環境而發生變化。

世界上三分之一的土壤已經退化到幾乎無法再支持動植物生存的地步。主要的一些原因是:

  • 土壤耕作。
  • 牛群過度放牧。
  • 砍伐和焚燒樹木和植物(砍燒耕作法)。
  • 未在冬季種植覆蓋作物。
  • 覆蓋物不足。

亞洲、歐洲、北美和南美的大型工業化農場,由於大量重植大豆、小麥、大米和玉米等商品,因而加劇了土壤侵蝕。市場和債務的經濟壓力使可持續性農業做法在短期內難以實施。

由於大量重植大豆、小麥、大米和玉米等商品,因而加劇了土壤侵蝕。圖/Pixabay

從生產的食物品質到大氣中的碳含量,土壤健康都具有深遠的影響。土壤很健康時,可以平衡水循環、並發揮避震作用以防止洪水和侵蝕。1930 年代美國西部的沙塵暴侵襲(Dust Bowl)、和 2017 年波多黎各的洪水災害,都是氣候變化的災難性衝擊、和土壤侵蝕造成的自然災害實例。這些變化會對農業產生重大影響。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

根據美國農業部的說法,農民可以透過 4 種方式創造更好的土壤:

盡量減少干擾

  • 限制耕作。
  • 使化學品發揮最大效益。
  • 牲畜輪替。

強化土壤覆蓋

  • 種植覆蓋作物。
  • 使用有機覆蓋物。
  • 保留植物殘留物。

強化生物多樣性

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  • 種植多種不同的覆蓋作物。
  • 利用多樣化的作物輪作。
  • 整合牲畜。

強化活根的存在

  • 減少休耕。
  • 種植覆蓋作物。
  • 利用多樣化的作物輪作。

在地方層面,一般公民可以透過投票支持可持續性農業發展的立法和政策,以及購買可持續性農業經營的產品。

房屋所有者也可以透過全年種植多樣化的植物種類,讓自然生態發展,改善其房產周圍的土壤健康,這樣能強化活躍的根系、並創造生物多樣性。

健康的土壤如何平衡水循環?圖/商業週刊

大規模改變環境的「地球工程」

如果你生起營火、或是隨意處置一台冷氣機,那就是在用個人的行動改變環境。但是,當公司和國家有意大規模改變環境時,這被稱為「地球工程」(geoengineering)。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地球工程策略聽起來像是科幻電影情節似的:在太空中部署太陽遮屏,以使部分太陽能量反射回太空,或是從大氣中吸取二氧化碳,將之送入地下層變成石頭。科學家們正在探索更多這一類大規模修補地球系統的方法,使地球降溫,但迄今為止,許多方法都成本高昂、存在爭議、也充滿著風險。

以太陽遮屏為例,雖然聽起來像部署固體金屬片,但其實是模擬大規模火山噴發時的情況,在空中噴灑出濃密的灰燼和化學物質,進而阻擋太陽能量。可能在噴氣燃料中加入化學物質,以便高空飛行的噴氣機將之擴散到高層大氣中。

超級計算機預測,以這種方式噴射到平流層的反射硫粒子,可能會產生冷卻效果,當然,也會影響降雨、降雪和季節性溫度。目前還不清楚會到什麼程度,如果天氣變化太過劇烈,就不容易挽回損失,造成人人受苦。即使可以逆轉噴灑,停止這樣的計畫也可能造成危險,因為太陽射線突然少了阻擋而導致全球氣溫和溫室氣體驟升。

至於直接從空氣中吸取二氧化碳,將之儲存在地下岩層中,歐洲和北美已有 19 家工廠做到這一點,每年吸收約1 萬噸的二氧化碳。沒有人知道這種方式可以安全地封存二氧化碳多久。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
直接從空氣中吸取二氧化碳,將之儲存在地下岩層中,歐洲和北美已有19 家工廠做到這一點,每年吸收約1 萬噸的二氧化碳。圖/Pixabay

一旦出現洩漏,土壤、水和空氣可能會受到汙染,而從地下層收集氣體也可能引發微震和地震。不管怎麼說,這個過程若想要成功,也必須得降低成本、提高效率才行(目前每噸的成本高達 600 美元),我們將會需要相當多家的碳捕獲工廠,才可能有辦法消除每年所排放的數千兆噸二氧化碳,以實現 2050 年淨零排放。

不同於將二氧化碳儲存於地下岩層,鐵質施肥(iron fertilization)是以海洋為重點的選擇。這個過程是將硫酸鐵注入海水中,促進藻類大量繁殖以吸收二氧化碳,然後沉入海底。成功率參差不齊,有 5% 到 50% 的藻類增殖,沉入到足以造成封存影響的深海。然而,完全有效可能需要付出代價:過量的藻類或許也會引發有毒浮游植物的生長高峰,而將二氧化碳儲存在海洋可能會加速海水酸化。

將二氧化碳儲存在海洋可能會加速海水酸化。圖/Pixabay

地球工程是一個冒險的賭注,一些科學家表示,這對於全球氣溫的衝擊微乎其微,尤其是考慮到不採取行動造成不良後果的可能性很高。但也有科學家指出,仰賴快速的工業解決方案,可能會使人們和企業忽略對於實際減少碳排放、或停止使用化石燃料應付出的努力。

有無數的公司和國家正在單方面從事地球工程研究。預計這些實驗將在世界各地不同軌道上展開。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

利用二氧化硫進行地球工程

有些工程師提出一種低成本又快速的方法來減緩氣候變化⸺整頓碳房,同時「擺脫困境」。

就像鏡子反射光線、黑色車道在夏日變得炎熱一樣,外層大氣從太陽反射的光熱,也會對全球溫度產生影響。

30 年前,菲律賓的皮納圖博(Mt. Pinatubo)發生了 100 年來最嚴重的一次火山爆發,所噴發的灰燼造成了驚人的影響:一整年地球的平均溫度下降了約 0.5° C。透過使地球大氣層反射陽光,而不是吸收,地球變得比較涼爽。

地球工程學家正專注研究此一概念,在地球外圍創造一個人為的太陽遮屏。利用特殊裝備的大型噴氣式飛機,將不同的化學物質噴灑到高層大氣中,希望能一次改變地球多年的反射率,以人為方式降低地表的平均溫度。

透過地球工程,在大氣中添加懸浮微粒來複製火山噴發的自然效果。平流層氣溶膠注入的作用:

  • 散射太陽光。
  • 讓天空更明亮一些。
  • 反射部分太陽熱量。
  • 讓地球更涼爽一些。
透過地球工程,在大氣中添加懸浮微粒來複製火山噴發的自然效果。平流層氣溶膠注入的作用:讓天空更明亮一些。圖/Pixabay

透過在大氣中注入二氧化硫、鈦、或其他化學或礦物質,可以增加行星反照率(反射率)。

太陽能地球工程透過改變地球的輻射平衡,來治療氣候變化的徵狀,這方面的科學研究稱為「平流層氣溶膠監測」(stratospheric aerosol modification,SAM)。

據估計,這種方法一年成本不到 100 億美元,在大多數的氣候變化因應措施當中只是九牛一毛。一些專家認為,只要動用幾百架飛機即可完成,而且可以比預期更早開始。

研究人員馬克.勞倫斯(Mark Lawrence)2006年指出,「對地球工程可能性的嚴肅科學研究,如克魯岑和西塞隆(Crutzen & Cicerone)發表文章中所討論的,完全沒有得到氣候和大氣化學研究界的包容」,然而,到了 2016 年,他總結道,「在這些文獻發表後的 10 年間,雖然氣候工程仍然是極具爭議性的問題,但是在更廣泛的地球科學研究領域,那種禁忌感基本上已不存在」。

這種方法,還是有許多未經測試的現實問題:

  • 這些化學物質將會使臭氧層出現什麼反應?
  • 該由哪些國家規範這個過程、又該如何決定干預措施的地點和程度?
  • 有什麼辦法能阻止組織和國家單方面進行?若有國家想要暖化加劇、或是有億萬富翁只是想要名利,該如何處理?
  • 這將對人類、動物、植物、和海洋的健康造成什麼影響?
  • 我們準備好長久持續進行了嗎?如果沒有,一旦陷入了相對低成本和快速的解決方案,又該如何下決心停止呢?

——本文摘自《圖解全球碳年鑑:一本揭露所有關於碳的真相,並即時改變之書》,2022 年 9 月,商業周刊,未經同意請勿轉載。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
所有討論 3
商業周刊
12 篇文章 ・ 3 位粉絲

0

1
0

文字

分享

0
1
0
從萬人血清抗體檢測爭議,看人體採檢的研究倫理——《科學月刊》
科學月刊_96
・2020/10/03 ・2976字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 576 ・九年級

  • 甘偵蓉/清華大學動力機械工程學系研究學者,前成功大學人類研究倫理審查委員會委員暨執行秘書。

近日臺大公衛團隊與彰化縣衛生局合作的萬人血清抗體檢測計畫,在倫理審查方面引起爭議,關鍵在於雙方的合作關係有待釐清。目前學界常見的合作關係大致分為四種,每種所需遵守的倫審規定有些差異,值得跨團隊合作且需倫理審查者留意。

任何人體的採檢計畫只要涉及研究,就必須符合我國人體研究法第 4 條所定義的「人體研究」,該法條指的是從事取得、調查、分析、運用人體檢體或個人的生物行為、生理、心理、遺傳、醫學等有關資訊的研究。

依據該法第 5 條,這類研究都要申請研究倫理審查,除非符合該條但書,可向倫理審查委員會(Institutional Review Board/Research Ethics Committee, IRB/REC,以下簡稱倫審會)申請核發免審證明,或免送倫審會逕自執行。

人體採集相關研究都必須要符合研究倫理。圖:Pexels

此次臺大公衛團隊與彰化縣衛生局合作的萬人血清抗體檢測計畫,在倫理審查方面的爭議,可分為四種可能的狀況加以釐清:

  1. 研究計畫以雙方名義提出,計畫書上明列臺大與彰化縣衛生局分別是計畫主持人與共同主持人,雙方原則上共享所有研究資源及成果。
  2. 研究計畫以臺大名義提出,但彰化縣衛生局是研究團隊成員,雙方原則上共享所有研究資源及成果。
  3. 臺大與彰化縣衛生局各自提出研究,各自執行與負責,但彰化縣衛生局會將所蒐集的受試者檢測結果,以去個人識別化方式提供臺大分析。
  4. 由臺大提出研究,內容敘明彰化縣衛生局將執行法定職務得到的採檢資料,去個人識別化後提供臺大分析。

以上四種合作方式,除了第一種外,其餘三種必須依照計畫書或執行方式綜合判斷才能確認合作方式,甚至只能靠研究團隊誠實告知。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

倫理審查爭議中四種可能狀況:第一、二種可能關係

此兩種合作關係下的臺大與彰化縣衛生局都屬研究團隊,給採檢者簽署的同意書是屬於研究而非公務用,內容需包含血液採檢到資料分析等。

而兩種關係的差異在於,若是第一種,雙方都需申請倫理審查。但彰化縣政府並沒有設立倫審會,根據人體法第 5 條第 2 項及第 9、10 條規定,雙方可統一委託臺大倫審會審查。而在第二種關係下,只有臺大需提倫審,但需擔保彰化縣衛生局的研究團隊也會遵守規定。

另外,採檢計畫若在此兩種關係下,倫審會不太可能採取「免審查」處理,因為議題敏感,研究對象又是高風險族群,反而會採取最嚴格的「一般審查」處理,亦即書面與會議審兼具。

而此時彰化的採檢工作既然是研究而不是執行公務,就得通過倫審會審查後才能執行,並不能先執行再補審,也不能邊執行邊審,否則研究團隊與受理的倫審會都算違反人體法。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
這兩種關係下,倫審會應會採取最嚴格的「一般審查」處理。圖:Pexels

倫理審查爭議中四種可能狀況:第三種可能關係

此關係下的彰化縣衛生局與臺大所需擔保的受試者權益內容不同:彰化需留心受試者被採檢的風險,臺大則因只分析彰化釋出的去識別化資料,需避免研究結果讓彰化地區被汙名化,例如出現社區感染等。

此時既然只有彰化會接觸到受試者,就只有彰化需發放研究同意書,內容得明白告知採檢目的含研究而不只是公務,也得告知採檢結果將在去除個人識別後交給臺大分析,如此才符合個資法第 6、8、9 條有關公務與研究規定、人體法第 14 條知情同意規定。

由於彰化縣衛生局是公務機關,所進行的採檢工作依據傳染病防治法第 7 條可視為執行法定義務,如該機關依據分析結果進一步做公共政策成效評估研究,並不為過。但因為在此關係下的彰化縣衛生局仍算從事人體研究,當然得申請倫審。尤其採檢對象可能包含未成年人等不得免審的易受傷害群體,所以倫審會不能免審處理。

反倒是此關係下的臺大純粹只是分析去識別化資料,執行內容算是符合衛福部公告得免審的「公務機關執行法定義務,自行或委託專業機構進行之公共政策成效評估研究」,因此得向臺大倫審會申請核發免審證明,或免送倫審會而逕自執行。在此狀況下,臺大以研究經費購買檢驗試劑給彰化,可視為雙方的研究合作,經費使用符合研究目的。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
此關係下彰化需留心受試者的採檢風險,臺大則負責分析釋出的去識別化資料。圖:Pexels

倫理審查爭議中四種可能狀況:第四種可能關係

此關係指彰化縣衛生局的採檢工作是依據傳染病防治法第7條執行法定職務,不做研究,只有臺大才做研究,因此就只有臺大必須申請倫審。

此時的臺大如前述第三種關係中的角色,該團隊可向倫審會申請核發免審證明或逕自執行。不過在這種關係下,彰化縣衛生局的採檢便只是純粹的公務行為,完全與臺大的研究工作無關。因此臺大以研究經費採購檢驗試劑給彰化縣衛生局,即是將經費使用於非屬研究的項目。

所以臺大如堅稱與彰化縣衛生局屬於這種合作關係,雖無倫審問題,但得面臨研究經費使用不當,可能有偽造文書及詐欺之嫌。

若雙方屬於這種關係,雖無倫審問題,但得面臨研究經費使用不當的問題。圖:Pexels

由檢測計畫的屬性再談到倫理審查

像新冠肺炎這類防疫研究多有時效性,無法如一般研究在事前充分規畫,執行過程需滾動式修正。而這類研究也多屬於人體研究法管制下的計畫,原則上必須通過倫審才能執行,這也意味著研究團隊得將倫審時間列入時效的考慮。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

目前倫審在臺灣或許有過度規避風險(risk aversion)的問題,尤其是受試者需承受的風險越高、議題越敏感、執行方式越彈性的研究,倫審會常花費以月計的時間才通過審查,也是極為常見的事,倫審會因此常被研究人員視為畏途。不過任何研究若是以犧牲受試者的權益及違反研究倫理為代價,那再怎麼重要的研究都頓失價值,不只違法,未來投稿期刊也會被拒。

此次爭議事件,臺大與彰化縣衛生局若能事前將雙方的合作關係釐清,並據此申請倫審即無爭議;而負責審查的倫審會及政府主管機關,若事前也能規劃如何協助這類具時效性的研究,那麼願意投入的研究團隊,或許會更主動而非規避倫審。畢竟沒有人希望辛苦獲得的成果被冠上不倫理之名,也沒有倫審會希望被指控延宕研究執行。科學研究與倫審應該相輔相成,而不該站在對立的兩端。

  • 感謝宜蘭大學蔡孟利教授、中國醫藥大學黃漢忠助理教授暨中區區域性審查委員會執行秘書給予寶貴修正建議。

延伸閱讀

甘偵蓉,〈從任務偏離到關鍵任務:新冠肺炎期間的研究倫理考量〉,《科技報導》第460期,2020年。

〈本文選自《科學月刊》2020 年 10 月號〉

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
科學月刊_96
249 篇文章 ・ 3698 位粉絲
非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。