生態農業：農業溫室氣體減量【生命科學系林幸助教授】

論文篇名 英文：The effects of El Niño-Southern Oscillation events on intertidal seagrass beds over a long-term timescale
中文：聖嬰南方震盪對潮間帶海草床之影響
期刊名稱 Global Change Biology
發表年份,卷數,起迄頁數 2018, 24(10), 4566-4580
作者 Lin HJ*(林幸助), Lee CL, Peng SE, Hung MC, Liu PJ, Mayfield AB
DOI 10.1111/gcb.14404
中文摘要 墾丁沿岸有臺灣地區最大面積的海草床與珊瑚礁分布，生物多樣性最高，生態最豐富。這些生態系統同時也扮演著藍碳吸存二氧化碳、防護海岸、減緩海嘯巨浪沖擊及孕育沿海漁業資源的生態功能。國立中興大學生命科學系林幸助教授用十六年時間研究墾丁長期生態，發現平常不容易被人感受到的聖嬰與反聖嬰，才是影響墾丁海洋生態最主要驅動力，其影響程度甚至超過颱風之影響。林幸助表示，「墾丁長期生態研究」從2001年開始，每三個月持續觀測墾丁沿岸海草床的生態變化，仍堅持至今。在2001年至2017年的研究期間內，太平洋不定期地總共出現了5次聖嬰(海水表面升溫)，4次反聖嬰(海水表面降溫)。聖嬰時墾丁地區夏天雨水變少，但反聖嬰時雨水反而變多，研究發現夏天雨水多寡對墾丁沿岸生態有很大影響。夏天雨水較多的反聖嬰，會將富含氮營養的人為污水排入墾丁沿岸海域，導致沿岸優養化。雖然富含氮營養的污水會促進海草吸收更多二氧化碳，葉片長得更快更長，生物量也增多；但此富含氮營養污水也會同時促進海草葉片上的大型藻類大量生長，影響海草光合作用，導致海草死亡，海草植株密度變疏，分布面積縮小。而富含氮營養的人為污水也會影響到更深層珊瑚礁，使珊瑚礁轉變為以大型藻類為優勢之生態系。若強度更高，更密集的反聖嬰一再發生，極有可能導致沿岸海草床，甚至珊瑚礁消失不見。此研究解釋了過去20年來，墾丁沿岸海草床與珊瑚礁生態系的劣化歷程，結果令人憂心。此研究更驚人的發現是氣候變遷與人為污染的加乘效應。團隊先前的研究已發現人為污水可能是造成近20年來墾丁珊瑚礁劣化的主因，因為墾丁南灣每天氮營養輸入量與數百萬遊客量有顯著相關，但是在海草床與珊瑚礁的大型藻類藻華現象並非每年皆會出現。此研究進一步發現，不定期出現的反聖嬰會驅動且加劇人為污水對於墾丁海洋生態的威脅，提高危害之風險。未來若反聖嬰強度更高，更密集發生，極有可能導致沿岸海草床與珊瑚礁瓦解，這些生態系服務功能也會隨之消失。林幸助建議，應設置污水處理系統，避免沿岸人為營養物質過量輸入到海洋，此為有關單位應重視，且可立即執行的氣候變遷調適措施，面對未來氣候變遷，反聖嬰強度或頻度持續增強時，藉此可提高臺灣海洋生態系統的生態韌性，臺灣海洋生態環境才得以永續。
英文摘要 El Niño-Southern Oscillation (ENSO) events can cause dramatic changes in marine communities. However, we know little as to how ENSO events affect tropical seagrass beds over decadal timescales. Therefore, a diverse array of seagrass (Thalassia hemprichii) habitat types were surveyed once every three months for 16 years (January 2001 to February 2017) in a tropical intertidal zone that is regularly affected by both ENSO events and anthropogenic nutrient enrichment. La Niña and El Niño events had distinct effects on the biomass and growth of T. hemprichii. During La Niña years, higher 1) precipitation levels and 2) seawater nitrogen concentrations led to increases in seagrass leaf productivity, canopy height, and biomass. However, the latter simultaneously stimulated the growth of periphyton on seagrass leaves; this led to decreases in seagrass cover and shoot density. More frequent La Niña events could, then, eventually lead to either a decline in intertidal seagrass beds or a shift to another, less drought-resistant seagrass species in those regions already characterized by eutrophication due to local anthropogenic activity.