清蔚園科學館



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科教處

從台灣的珊瑚礁看科學家和環境保育

  台灣的珊瑚礁已經存在幾十萬年,由墾丁公園森林遊樂區內,海拔幾十公尺高的珊瑚礁化石遺跡,到分散在南灣、東北角、東部海岸及離島仍在蓬勃發展中的現生珊瑚礁區,不但是地質學、生物學的最佳研究場所,更是一般遊客熱門的探索對象。 

宋克義

  從珊瑚礁的相關研究,我們到底發現了什麼?高雄的壽山、鳳鼻頭,以及屏東的琉球鄉都是由珊瑚礁隆起而成,但是目前除壽山外,西子灣海岸沉積物很多,只剩下極少的珊瑚還能存活,要靠牠們來造礁已是不可能了。這告訴我們環境是在改變中的。今天我們看到的海洋環境,並不表示它自古以來就是如此,也不意味著將來仍是這樣。

  什麼的改變,使得珊瑚礁消失呢?就高雄外海的例子,有可能是懸浮物太多,不但遮蔽了造礁珊瑚所需的光線,懸浮物沉降在珊瑚表面,也直接造成珊瑚的死亡。那麼為什麼幾十萬年前海水就比較澄清呢?是因為河流出海位置的改變?是因為河川沖刷的形式不同?這可能要地質學家來解答。

  但是從這個例子,我們應該很清楚地了解到,目前有現生珊瑚礁的海域,未必在以前就是,更未必往後永遠是珊瑚礁。

  造成這些環境改變的自然機制很多,譬如全球氣溫改變,或洋流改變,可能使得原本適合的區域變得太冷、太熱。譬如地層上升、下降,可能使得原本深不見光的海域,變成造礁珊瑚可以繁衍的環境。同樣的道理,造山運動可能把原本淺海推擠形成幾百、幾十公尺的高山上。這些自然機制多半需要很長的時間,事實上這些改變目前也正在進行中,只是以我們人類的眼光,不容易察覺罷了。

  有沒有人為的機制也在造成珊瑚礁環境的改變呢?大約四十年前發明氣瓶潛水以來,現生珊瑚礁的研究呈指數增加,珊瑚礁生態糸的變遷以及造成變遷的機制都已經知道了許多。譬如珊瑚是成長緩慢的生物,我們潛水時看到的珊瑚多半年紀比我們還大,因此破壞後要回復需要很長的時間。珊瑚礁生態系的生產力雖然很高,但淨生產力,也就是可以利用卻不會對珊瑚礁本身造成影響的,卻很小。因此任何在珊瑚礁的傳統漁業都很難大規模地持續進行。珊瑚礁對營養鹽很敏感,因為它會造成浮游植物繁生,遮蔽光線,使得水底的珊瑚得不到能量;另一方面,大型海藻若得到營養鹽可以快速繁生,佔去了珊瑚所需的光線和生活的空間。

圖一:過去數年綠島海底尚可見到許多美麗的珊瑚礁魚類。

這些營養鹽是怎麼來的呢?只要有大量人口、遊客,隨之而來的廚餘、污水,到了海裡,就分解成最好的氮、磷營養來源。水土保持不良,泥沙沖到海裡,遮蔽了光線,珊瑚就要遭殃了,這是為什麼台灣西海岸沒有珊瑚礁的原因。漁業行為,尤其是過度的捕抓,使得珊瑚礁生態失衡,造成藻類繁生,珊瑚受害。(圖一)

  以上這些都是世界各地科學家經年累月的研究成果,而在台灣,以墾丁公園範圍內的珊瑚礁為例,似乎上述每一項人為影響都已經發生了。目前就算一般潛水人都可以見到的明顯現象有 :
   一、魚都到哪裡去了?超過鉛筆長的珊瑚礁魚類難得一見。
   二、海水總是濁濁的。
   三、大型藻類的覆蓋比例似乎愈來愈高。

  每一個現象都在告訴我們,這個珊瑚礁正面臨破壞的危機,而更重要的訊息是,它背後的機制都是人為活動造成的。

  大部分在珊瑚礁進行研究的科學家都不得不承認,台灣很多地方的珊瑚礁因人為活動的影響而受到破壞。這種現象雖然在世界其它地方也常見,但我暫且拋開本身也是從事科學研究的角色,來預測看看如果台灣的珊瑚礁都被破壞,又會怎麼樣?

預測一、墾丁海域對觀光客的吸引力,會跟目前台灣西部砂泥海岸差不了多少。恆春地方的經濟,尤其是觀光相關產業,會因為觀光客大量減少,而受到嚴重衝擊。目前的大型觀光投資,應三思而行。

預測二、台灣海峽的漁業,會因為 3 萬 5 千種海洋生物孕育、繁殖場的消失,而面臨浩劫。沿岸、近海漁業會受到長期的影響。舉例而言,每年冬至前後大量集結的烏魚,會因產卵場、幼苗孕育場的破壞,而大量減少。

  這些看似危言聳聽的預測會真的發生嗎?

圖二:台灣西海岸密集的開發,新市鎮、魚黶、港埠、電廠將污染全部放流入海。

  我們知道的是目前珊瑚礁的破壞正在發生中,但是要幾年的時間就會破壞殆盡,失去孕育生物幼苗的功能,卻是個未知數。我們知道烏魚產卵大概在七星岩(也是珊瑚礁組成),而幼苗向北漂流第一站就在南灣,這些地方的珊瑚礁如果破壞殆盡,烏魚是否有能力改變棲所,大有疑問,但若要估算會因此減少多少資源量,卻非易事。也就是說目前的知識只告訴我們危機的存在,但是多快會發生,發生時又有多麼嚴重,卻很難量化。(圖二)

  既然如此,我們是否可以暫且置之不理,等到有更明確的證據時再說呢?或者,我們應立即動用各種資源,避免未來災難的發生?這個很顯然地不是科學家所能單獨決定的!

  其他領域的科學家在發現環境的危機時,是怎麼自處呢?或許他們的經驗是我們最好的借鏡。

  二十世紀是人類有文明以來,首度能用科學方法預測未來環境的可能變化、其造成的機制、人在其中的角色,甚而進一步以人為努力嘗試去影響它的年代。以全球溫室效應為例,由於化石碳經燃燒到空氣中,使用二氧化碳濃度增加,地球輻射熱降低,而氣溫開始增加,各種預估顯示到了二十年或一百年後,平均地表溫度可能上升攝氏 2~4 度。這個現象若真發生,有些地區平均溫會上升 10 度,有些地方甚至會下降。全球適合農作的區域會改變,許多種類會消失,洋流會改變,氣象會改變,在地球的歷史上從未歷經過如此快速的平均溫度改變,因此就算是最快速的電腦,最精明的科學家,也只能大略預測一些改變的方向,但對多快會發生,和程度多廣泛,卻很難面面俱到。

  所幸科學家的「危言聳聽」引起了政治家的注意,說服了政治家這個問題的嚴重性,願意花費精力找出解決的辦法,因此有了京都會議,有了全球各國減少排放二氧化碳的「碳稅」協議,全球溫室效應可能因此得以減緩。在這個案例中,科學家蒐集各方證據,說明了全球氣溫會受二氧化碳排放的影響,同時預測了持續排放的影響。

  這過程中花費了至少二十年的時間,才說服政治家要面對這個問題。雖然有了碳稅的協議,全球溫室效應並未解決,只是可能可以減緩其腳步。因此,科學家們仍正在研究是否有可以逆轉二氧化碳累積的可行方案。如果有重大突破,或許我們真可免除溫室效應的威脅。

  與全球溫室效應類似的臭氧層破壞現象,也是一樣地由科學家發現現象與機制,提出以新型冷媒取代氟氯碳化合物的方案,但執行面要由政治家出面折衝各方面都能接受的時程表。

  大規模的環境變化,牽涉到社會、經濟、民生以及人類的未來,它絕對不只是一個單純的科學現象,科學家在其中的角色因此也變得複雜起來。他是要持續地、永無止境地蒐集更多的證據,或是在有初步發現時,就甘冒弄錯的風險去扮演教育、甚至宣導的角色,去告訴所有人危險即將來到, 警告政治家問題的可能嚴重性?前者─搜集證據,是他內行的事,但卻可能於事無補,因為只有他曉得珊瑚礁破壞的危機;後者─教育、宣導是他要學習的新技巧,有多少研究科學家具備了有效的與外行人溝通的能力?

宋克義任教於中山大學海生所