議題背景:

2022年8月22日晚間23:00,國際期刊《自然氣候變遷》(Nature Climate Change)發布最新研究〈海洋生物的氣候指數〉(A climate index for marine life)。

基於氣候變遷正在影響海洋生態的變化,並使生物多樣性喪失,這份研究評估物種的氣候風險,作為制定保護策略的參考。這份研究一共評估24,975種物種的預期氣候風險,包含動物(98.6%)、植物、原藻(chromists)、原生動物(protozoans)與細菌,這些物種主要棲息於海平面至水深100公尺處。

考量氣候條件、物種的敏感度、調適度與脆弱度,研究發現到2100年,在IPCC氣候模型的高排放情境下,有86.7%的物種面臨高風險或嚴重風險,且對於高級掠食者的威脅最大,與此同時可供物種調適危險氣候的「氣候避難所」範圍正在縮小。研究團隊也預估若在低排放情境下,幾乎可降低所有物種的風險,但不同類群的生物受益程度不同,其中軟體動物、條鰭魚類(Actinopterygii)、頭足類動物獲益最大。

台灣科技媒體中心邀請專家解析,這份研究所評估的狀況是否與台灣相近?

研究原文:Boyce, D. G. (2022). "A climate risk index for marine life." Nature Climate Change.

專家怎麼說?

2022年08月22日
中山大學海洋科學系教授暨海洋前瞻科技推展中心主任暨海科院副院長 劉莉蓮

Q1. 這份研究對我們來說最重要是什麼?台灣是否也有鄰近海域的物種氣候風險評估?或是您研究時是否有觀察到氣候變遷影響海洋物種的情況?

本研究指出氣候變遷對海洋環境與生物真的會有影響,若不正視這個問題並及早發展減災與保育策略,未來要付出的代價只會越來越沉重。臺灣的海洋研究學者在海洋酸化、海水暖化、珊瑚白化、漁業、物種分布和海洋生態系改變等議題上都有著墨,去年(2021)異常降雨造成養殖產業損失、小琉球潮間帶海洋生物大量死亡,都是近期氣候變遷影響海洋生物的實例。「臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台」網站上有本土氣候變遷訊息可供查閱,海洋部分在海岸養殖漁業有較多衝擊評估資訊,其它衝擊研究資料較為分散。

Q2. 這份研究的限制是什麼?我們怎麼理解才符合實際情況?研究中有提到低緯度地區(南緯23.5度-北緯23.5度)的頂級掠食者的氣候風險最高,台灣位置也在這個範疇中,可以理解為台灣有許多物種都面臨氣候高度風險嗎?

本研究分析了將近二萬五千種生物,這些物種主要分布在中低緯度的海域,物種分布範圍的解析度是經緯度1度( ~111 km × 111 km),其中脊索動物(42%)、軟體動物(23%)和節肢動物(17%)這三類群就佔了分析總數的82%,分析結果顯示少數動物類群如扁形動物和蘚苔動物的氣候風險並未因低排放情境而降低。由於本分析模型需要考量多種因素,如物種生活環境發生氣候風險的機率、物種是否容易受到環境改變影響和物種的調適能力等,所以,臺灣受影響的現象與全球變化之趨勢一致,但會有地域性的差異存在,因為臺灣周遭海底地形複雜,海流也有季節性變化,這些都會影響模式預測的準確性。

Q3. 這份研究的目的,是希望能提出物種保育的優先建議,您認為台灣的海洋生物調適與保育策略是否能參考這一份研究的評估結果?為什麽您這麼認為?

臺灣的海洋生物物種多樣性很高,但有基礎生物學研究的物種相對有限,做過氣候風險研究的物種更少,透過這份研究報告,我們在這方面的進展可以更有效率。

 

2022年08月22日
國立臺灣海洋大學海洋事務與資源管理研究所助理教授 郭庭君

Q1. 這份研究對我們來說最重要是什麼?台灣是否也有鄰近海域的物種氣候風險評估?或是您研究時是否有觀察到氣候變遷影響海洋物種的情況?

這份研究的重要性在於其為全球首次大規模地評估海洋物種的氣候風險,而且不只是描述各物種的整體風險分數,還考量了該物種在不同地理位置的風險狀況。過去類似的風險評估,要不是以物種為單位(描述哪些物種可能在氣候變遷的環境下受到比較大的威脅,如參考資料[1]),要不就是以生態系為單位(描述哪些區域可能受到氣候變遷的影響較大,如參考資料[2]),少有同時考量兩者的評估。

在這樣尺度的資訊下,管理者可以更細緻、因地制宜地決定管理目標和方法。另外,本研究之風險評估指標考量了各物種面對氣候變遷的脆弱度、敏感度與調適能力,是較為完整的指標。過去相關的研究,較多僅著重在脆弱度或敏感度,極少同時考慮此三個面向。

台灣近年來曾進行過的氣候變遷對海洋生物的風險評估研究,多是針對特定經濟物種(如烏魚、鰻苗)或產業(如定置網、養殖漁業)之影響,而受限於資料品質,並未建立整體性的各物種的氣候風險指標。而針對海洋生態系的氣候風險評估,較多研究著重於海岸生態系面對氣候變遷的脆弱程度評估,沿近海的相關研究則較少。在台灣沿近海漁業相關的研究中,曾發現氣候變遷對不同類型的魚獲物種有著不同的影響,例如迴游性的烏魚、黑鯧等,越東迴游的南界北移;魩鰩、圍網等漁業則發現冷暖水性物種消長的情形(如魩鰩漁業中的日本鯷逐漸被公鯷取代)。

Q2. 這份研究的限制是什麼?我們怎麼理解才符合實際情況?研究中有提到低緯度地區(南緯23.5度-北緯23.5度)的頂級掠食者的氣候風險最高,台灣位置也在這個範疇中,可以理解為台灣有許多物種都面臨氣候高度風險嗎?

這份研究以全球為尺度,故其雖能呈現全球大致的趨勢,但應用在小尺度的管理決策時仍有其限制。另外,這份研究的資料來源仍以動物為大宗(佔98%),故對於海洋中其它類型的生物(植物、細菌、真菌等)的狀況仍所知甚少。由於海洋植物(包含藻類等)、細菌扮演著重要的固碳角色,瞭解其受到氣候變遷的影響對於瞭解碳循環的狀況非常重要。

本研究提到低緯度地區的氣候風險最高,確實台灣周遭海域也在這個範圍裡,代表我們需要特別注意我們的生態系面臨的氣候風險。不過,我覺得比這個更重要的,是要注意本文也有提及沿近海的生物遭受的氣候風險比大洋更高。我們必須要注意,沿近海的環境除了氣候變遷的威脅為,同時也受到更多的開發、污染和漁業威脅,這些因子可能在中短期內會較氣候變遷帶來的威脅更為劇烈、對人類的影響也更大,而且也會和氣候變遷產生複合作用,帶來1+1>2的更強烈的威脅。

Q3. 這份研究的目的,是希望能提出物種保育的優先建議,您認為台灣的海洋生物調適與保育策略是否能參考這一份研究的評估結果?為什麽您這麼認為?

目前的認知裡,低營養階層的海洋動物雖然較高營養階層的更容易受到環境(包含氣候變遷)等影響(i.e., 敏感度較高),但在調適程度上也比高營養階層來得好(因繁殖速率較快、子代較多)。本研究在考慮敏感度、脆弱度和調適程度三個面向後,結論為高營養階層的物種受到的氣候威脅比低營養階層更大,對於未來的管理方向和策略有明確的指引。這樣的結論也大致符合我們現行的保育策略,因高營養階層的物種本來就普遍遭受比較高的漁撈壓力,所以在保育優先順序上是一致的。

 

2022年08月22日
中山大學海洋生態與保育研究所助理教授 林裕䕒

Q1. 這份研究對我們來說最重要是什麼?台灣是否也有鄰近海域的物種氣候風險評估?或是您研究時是否有觀察到氣候變遷影響海洋物種的情況?

這份研究重要的是用一個簡單的指數,了解在不同層級 (種、類群、生態系、區域)氣候變遷對於海洋生物之影響風險。我之前研究的地區主要是阿拉伯灣(波斯灣)地區,也就是此篇研究所認為的高風險地區,因此對台灣鄰近海域不清楚。但的確在阿拉伯灣觀察到氣候變遷,對於珊瑚生態系物種組成造成巨大影響。

Q2. 這份研究的限制是什麼?我們怎麼理解才符合實際情況?研究中有提到低緯度地區(南緯23.5度-北緯23.5度)的頂級掠食者的氣候風險最高,台灣位置也在這個範疇中,可以理解為台灣有許多物種都面臨氣候高度風險嗎?

這是一個將所有的資料簡化成一個指數的研究,因此不可避免的會有過度簡化的問題。另外資料的來源和可靠性也是有待檢驗的地方。例如研究原文中圖五亞洲部分南韓和北韓的差異,很有可能就是資料數量多寡所造成。

若想更符合台灣的情況,建議查看此篇文章的附錄,找出台灣及附近海域區域的指數,這樣就可以做出更符合台灣附近海域情況的判斷。

關於台灣位於低緯度地區,可否直接推論為物種都面臨高風險,其實並不盡然。台灣附近海域,頂級掠食者(研究原文圖3c、3d)氣候風險是高,但相對東南亞沿岸、印度沿岸、阿拉伯灣、紅海地區來說並不是最高的。

Q3. 這份研究的目的,是希望能提出物種保育的優先建議,您認為台灣的海洋生物調適與保育策略是否能參考這一份研究的評估結果?為什麽您這麼認為?

這篇研究很有參考價值。在政策制定及資源管理上,一個簡化的指數有助於讓制定政策的非科學家人士了解概況。至於台灣實際的情況,或許作者已在附錄上附上,又或許可以由未來的台灣科學家接手繼續引申。特別是研究原文的圖五告訴我們,氣候變遷造成漁業資源上的可能影響,同時也量化氣候變遷改善措施之影響。這資料可有效作為我們改善氣候變遷努力之科學根據。

參考文獻:

[1] Hoegh-Guldberg, O., & Bruno, J. F. (2010). "The impact of climate change on the world’s marine ecosystems."  Science328(5985), 1523-1528.

[2] Jones, M. C., & Cheung, W. W. (2018). "Using fuzzy logic to determine the vulnerability of marine species to climate change."  Global change biology, 24(2), e719-e731.