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全球多個珊瑚礁海域陷缺氧危機 臺灣學者：東沙環礁與太平島海域嚴重缺氧

發稿時間：2023年3月17日

發稿單位：台灣科技媒體中心

《自然氣候變遷》（Nature Climate Change）期刊今（17日）發表海洋化學的研究，國立臺灣海洋大學海洋環境與生態研究所周文臣教授與國立中山大學海洋科學系宋克義教授也參與其中，並證實多個珊瑚礁生態系皆處於缺氧的海洋環境中。研究結果發現，過去海洋缺氧多發生在溫帶海域，但現在熱帶海域也已出現海洋溶氧量不足的現象。

周文臣研究團隊在這次調查中證實，臺灣東沙環礁、太平島等五處珊瑚礁生態系皆處於中重度缺氧的生存環境中。這份研究由美國聖地牙哥加州大學斯克里普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography）主導，並有臺灣、日本、巴拿馬和波多黎各組成跨國團隊，橫跨全球12個地點選定32個不同的珊瑚礁生態系，蒐集在日夜變化下海水中溶氧的情況。

本篇研究作者之一，周文臣說明，這份研究清楚揭示了全球暖化不僅使海水升溫加劇珊瑚白化、二氧化碳溶解量增加導致海洋酸化的現象，也會加重脫氧現象的惡化，這都源自全球暖化的多重環境壓力。

周文臣補充，研究結果顯示在當前的環境條件下，缺氧現象已普遍存在於許多珊瑚礁生態系。整個研究團隊還透過IPCC所提出的四種氣候變遷情境模式，模擬出全球變遷持續影響下，海水溶氧的變化情形。模擬結果顯示，到2100年時溫度升高造成氧氣溶解度下降，以及生物代謝耗氧速率的增加，將大幅增加珊瑚礁生態系持續缺氧的時間與強度。

國立中山大學海洋科學系副教授黃蔚人提醒，檢測與抽樣會受樣本數量有限的限制，但此研究已經盡可能收集足以涵蓋全球熱帶海洋的資料。黃蔚人認為，缺氧並非單一因子可以解釋，應先了解缺氧與其他因子的關係，例如海水溫度升高、呼吸作用加速，以及近岸優養化等。另外，海水溫度上升也會使珊瑚白化，現在已經有學者致力於研究耐高溫的珊瑚，但即便珊瑚最終能夠耐高溫，仍要面對水中缺氧的問題。因此通盤了解哪些原因促使珊瑚白化，才能全面考量以應對未來變化。

中央研究院生物多樣性研究中心研究員陳昭倫也指出，此研究是首次在全球尺度下，調查不同海域珊瑚礁，證實整體低氧的現狀。該研究發現有超過97%的採樣點處在不同程度的低氧狀態，其中有13%是嚴重缺氧。在IPCC推估暖化最嚴重的極高排放情境下，低氧最嚴重的珊瑚礁海域，將在本世紀末增加近三倍。陳昭倫提醒值得注意的是，研究發現臺灣的東沙環礁和太平島測量點，出現相當嚴重的缺氧，在研究提及的所有模擬情境下，都處於最嚴重的低氧狀態。

陳昭倫說明，目前常用來定義「低氧」或「缺氧」的指標，是來自溫帶生物與沙泥底生物的研究，尚未有能明確定義熱帶與亞熱帶珊瑚礁「低氧」的研究。此外，這份研究引用低氧在珊瑚、珊瑚礁的個體生物生理的影響，但氣候變遷或二氧化碳增排，是不是會增強低氧對整體珊瑚礁生態系運作的影響，也需要更多研究支持。海洋吸收了全球暖化過程中大量的「熱」，也溶解大量二氧化碳成為藻類的光合作用來源，增加藻類大量繁殖成為藻華的可能，這兩項都都會增加珊瑚礁海域的缺氧機會。陳昭倫提醒，ㄧ旦高溫造成珊瑚白化、缺氧會加強珊瑚與珊瑚礁生物的生存緊迫與死亡，最終將會威脅到人類社會經濟與文明的發展。

國立海洋生物博物館生物馴養組副研究員唐川禾指出，這篇研究為我們在思考如何因應珊瑚礁環境變遷，提供確切的重要資訊與方向。研究認為海水溫度升高，會直接影響溶氧效果，導致海洋暖化同時加速海水脫氧的過程。但唐川禾提醒研究沒有將環境生態產生的間接效應納入考量。例如地形、底質、水文、水質與生物群聚組成等條件，都可能影響珊瑚礁生態系水體的溶氧情況。若要推估其他海域珊瑚礁的缺氧情形，仍須多考慮其他環境條件對珊瑚礁生態系水體溶氧的影響。

唐川禾提醒，海水溫度上升與海水脫氧，兩者影響生物與生態的原理與效果雖然不同，但會產生交互作用，對生物與生態系產生更嚴重的危害。此外，除了海溫升高會加速海水脫氧，人類活動直接污染海洋水體也是加速脫氧的一個重要因素。因此在試圖扭轉人類活動導致暖化的同時，更應避免人類活動導致有機物質的污染與優養化加劇海水脫氧。為珊瑚礁生態系保留足夠的喘息空間，才是減緩暖化衝擊作為的當務之急。

• 研究原文：Pezner, A.K., Courtney, T.A., Barkley, H.C. et al. Increasing hypoxia on global coral reefs under ocean warming. Nat. Clim. Chang. (2023). https://doi.org/10.1038/s41558-023-01619-2
• 專家短評：「海水增溫使全球海洋珊瑚礁生態系缺氧」專家意見