農業經營海洋藍碳應用前景與展望：台灣契機

農業經營海洋藍碳應用前景與展望：台灣契機

陳亮妘¹、蔡宗佑¹、廖竟歆¹、鄭鈺筠¹、洪慶章²、李澤民¹

¹國立中山大學海洋生物科技暨資源學系
²國立中山大學海洋科學系

　　二氧化碳 (CO2)、甲烷 (CH4) 和一氧化二氮 (N2O) 是人類活動排放的三種溫室氣體，大幅改變了大氣中的碳濃度，加劇溫室效應，使得太陽溫度進入地球表面後難以排出，造成地表溫度上升，也就是您我常聽見的「全球暖化被認為是導致氣候變遷的主要因素，排放量大的二氧化碳為造成氣候變遷主要因子 (UNFCCC, 2008)。從200多年前工業革命至今，人類過度使用石化燃料與不停地砍伐森林，使溫室氣體不斷在大氣層中累積，導致全球暖化、海平面上升與極端氣候頻繁出現，並同時造成海水酸度增加 (IPCC 2007)。聯合國政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 於2018所發佈的《全球升溫1.5°C特別報告》(Special Report on Global Warming of 1.5°C，SR15; IPCC, 2018) 明確指出，若要達到「巴黎協定」所設定對比工業時代之全球升溫幅度要控制在1.5℃內的目標，全球溫室氣體排放要在2050年達到“淨零排放”，也就是俗稱的碳中和。在全球系統中，海洋碳庫 (~38,000 Gt-C) 是地球上最大的三大活躍碳儲庫之一，分別是陸地碳庫 (1,900 Gt-C) 的20倍及大氣碳庫 (750 Gt-C)的50倍。因此，海洋是發展負排放科技極具潛力的場域，且被視為達成“淨零排放”最符合成本效益的可能途經之一 (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2019)。

　　海洋吸收了大約25~30%人為活動所排放的二氧化碳，估算1980年代由人為活動每年釋放約7.1 Gt (1 Gt =109 ton) 的碳，存留在大氣中為3.2 Gt，另有2.0 Gt被海洋吸收，北半球約固定0.5 Gt為有機碳。約四分之一的化石燃料排放二氧化碳被海洋吸收，這些被海洋吸收的二氧化碳 (Dissolved inorganic carbon) 會形成碳酸，造成海水的酸度逐漸增加，這就是眾所皆知的海洋酸化。從工業革命至今，全球海洋表水的pH值已下降了0.1，雖然目前海水的酸鹼值還是遠大於7.0以上，但很多的小尺度或實驗室的實驗大多顯示，一些含鈣的海洋微細藻及甲殼類在低pH值的環境中，存活率、生長率及其營養成份也會受到不同程度的影響，衝擊生態系、漁業和水產養殖業。

　　二氧化碳增加大部分是化石燃料燃燒所致，排放量從 1960 年代的每年 109 Mt-CO2增加到 2022 年的每年約 366 Mt-CO2，大氣二氧化碳濃度現在比工業化前水平高出 50%。在 2013 年之前，從未有過連續三年二氧化碳年增加量超過2 ppm記錄。2022 年是二氧化碳濃度連續 11 年增加超過 2 ppm (圖一)。現今大氣二氧化碳濃度與430 萬年前的上新世 (Pliocene epoch) 相當，當時海平面比今天高約 75 英尺，平均溫度比工業化前高出華氏 7度，現在是苔原的北極地區在當時為大片森林所占據。根據美國國家海洋暨大氣局 (NOAA) 觀測，2022 年大氣二氧化碳濃度增加率為歷史最高，全球地表二氧化碳濃度上升了2.13 ppm，達到 417.06 ppm，而且是65 年監測以來增加最高速度。釋放的二氧化碳量預計將增加到 2030 年403 Mt-CO2，2050 年達到 500 Gt--CO2，地球溫度將增加到 2oC (Fawzy et al., 2020)。

圖一、美國國家海洋和大氣局 (NOAA) /地球系統研究實驗室 (The Global Monitoring Division of NOAA/Earth System Research Laboratory) 紀錄全球每月平均二氧化碳濃度變化趨勢圖 (圖片來源：NOAA 全球監測實驗室 https://www.noaa.gov/news-release/greenhouse-gases-continued-to-increase-rapidly-in-2022)。

　　光合作用利用太陽能轉化二氧化碳為有機碳之生物質，環境適合下可以儲存於陸地土壤與濱海海岸底質，及海洋陸棚斜坡及深海底泥，生命週期可達千年，這些封存的碳住要存在於森林、濱海植被、海洋藻類、土壤，分別稱為綠碳、藍碳、及黃碳等自然碳匯 (Carbon sink)。地球最大碳匯的海洋被視為實現碳中和及持續發展支持人類活動之重要場域。

　　藍碳 (Blue Carbon，BC) 由海洋生物捕獲大氣二氧化碳並被封存在海洋環境 (Nellemann and Corcoran, 2009)，包含沿岸藍碳生態系 (Coastal Blue Carbon Ecosystems，BCEs) 及開放海洋藍碳生態系 (Open Ocean Blue Carbon Ecosystems)。沿岸藍碳生態系包含鹽沼 (Salt marsh)、紅樹林 (Mangrove) 和海草床 (Seagrass meadows) 構成濱海碳循環熱點，是地球生物圈最大碳匯之一 (Nellemann et al., 2009; Duarte et al., 2013) (圖二)。

圖二、沿岸藍碳生態系碳捕獲及碳封存過程暨全球藍碳潛在區域及儲碳量 (圖片來源: 美國國家海洋和大氣局 (NOAA https://www.climate.gov/media/14819; https://www.climate.gov/media/14818)。

　　自然界碳儲量積累奠基於二氧化碳吸收固定速率大於含碳有機質 (碎屑和沈積物) 分解和侵蝕速率，具有這種碳封存的生態系或熱點通常三大特點：一、高效率二氧化碳轉化為植物生物質的生產力，二、地上部生物質受水流及潮汐影響而增強沉降及地下部生物質侵蝕減少，加上來自外部來源 (異地) 有機質，聚集在缺氧土壤而有效堆積有機質 (Kennedy et al., 2010; Saintilan et al., 2013)，三、藍碳生態系土壤含氧量低導致分解速率降低，有助於積累和保存海洋有機碳 (Organic Carbon，Corg) (Nellemann et al., 2009; Mcleod et al., 2011; Duarte et al., 2013)。沿岸植被生態系具有封存大量碳能力，被封存的碳可達數百年、甚至千年以上生命週期尺度引起科學家和政策制定者的興趣 (Nellemann et al., 2009; Fourqurean et al., 2012; Duarte et al., 2013)，這些沿岸藍碳生態系分布全球 (圖二)，為對抗氣候變遷之二氧化碳溫室氣體提供一個重要的友善環境自然碳匯方案。

臺灣本島和離島周圍的「藍碳」及減碳效益

　　沿岸藍碳生態系是潮汐鹽沼、海草床和紅樹林，藍碳植被生產力高，死亡的枯枝落葉及根系之植物有機碳埋藏於這些棲地厭氧土壤，減緩有機碳分解，造成巨大碳存量累積於土壤。以深度1公尺土壤之有機碳含量分析，全球沿岸藍碳碳存量能力以紅樹林每公頃386 Mg C，次為潮汐鹽沼每公頃255 Mg C，海草床則約為每公頃108 Mg C。

　　臺灣本島和離島周圍有潮汐鹽沼、海草床和紅樹林「藍碳」，根據中興大學林幸助教授調查臺灣三種藍碳生態系總碳匯能力為每年 95,094.48 Mg C，碳儲存量為 341,344.44 Mg C，海草床所占面積最大，達5456.33公頃，集中於東沙，紅樹林棲地約有680.66 公頃，集中在台灣本島西海岸，具有藍碳功能之潮汐鹽沼佔約188.33公頃，每公頃碳匯蓄積量依次為海草床、紅樹林、及潮汐鹽沼 (圖三)。由於紅樹林棲地底質可深達數公尺，歷史以來累積之碳儲量最高，達181,559.59 Mg C，大於占地最大之海草床的143,784.10 Mg C，潮汐鹽沼累積之碳儲量最低，僅為1600.25 Mg C (圖三)。

圖三、臺灣潮汐鹽沼、海草床和紅樹林藍碳生態系面積、每年碳匯能力、及碳儲量 (資料取自中華民國111年12月國立中興大學林幸助執行海洋委員會海洋保育署委託「臺灣沿海重要碳匯生態系統調查與評估計畫」成果報告)。

一. 潮汐鹽沼

　　全球鹽沼主要分布於溫帶至鄰近極地附近，台灣亦有鹽沼生態系，根據林幸助教授資料指出以「能在潮汐影響區域形成一定族群，提供碳匯能力」為定義所調查之臺灣潮汐鹽沼物種數臺灣潮汐鹽沼的物種以單子葉草本植物的雲林莞草 (Bolboschoenus planiculmis)、蘆葦 (Phragmites australis)、鹽地鼠尾粟 (Sporobolus virginicus) 與外來種的互花米草 (Spartina alterniflora) 為優勢鹽沼物種，儲碳量最高 (圖四)。

圖四、臺灣潮汐鹽沼藍碳生態系物種總數、每年碳匯能力、及碳儲量 (繪圖資料取自中華民國111年12月國立中興大學林幸助執行海洋委員會海洋保育署委託「臺灣沿海重要碳匯生態系統調查與評估計畫」成果報告)。

二. 海草床

　　海草是一種沉水性維管束植物，主要棲地是淺海砂質及泥質沿岸，根據海草抵抗干擾或隨後之恢復能力，通常將海草可分為三種類型：持久性 (Persistent type)、機會性 (Opportunistic type) 或定殖性 (Colonizing type) (Kilminster et al, 2015)。臺灣三大沿岸藍碳生態系面積最大為海草床，主要是東沙島及東沙環礁，臺灣本島西岸、南端恆春半島及離島僅佔不到1%面積，根據中興大學林幸助教授及相關研究團隊資料，臺灣海草物種數有12種，佔全球海草物種數目的1/6，碳匯能力及儲碳量高 (圖五)。

圖五、臺灣海草床藍碳生態系物種總數、每年碳匯能力、及碳儲量 (資料取自中華民國111年12月國立中興大學林幸助執行海洋委員會海洋保育署委託「臺灣沿海重要碳匯生態系統調查與評估計畫」成果報告)。

三. 紅樹林

　　紅樹林為耐鹽木本胎生植物，中興大學林幸助教授調查指出臺灣紅樹林棲地點分布在本島由淡水河口至屏東東港沿岸及離島，面積約681 公頃，臺中大安以北之憂是紅樹林為水筆仔 (Kandelia obovata)，南方主要為海茄苳 (Avicennia marina) (林幸助教授資料) (圖六)。

圖六、臺灣紅樹林藍碳生態系物種總數、每年碳匯能力、及碳儲量 (繪圖資料取自中華民國111年12月國立中興大學林幸助執行海洋委員會海洋保育署委託「臺灣沿海重要碳匯生態系統調查與評估計畫」成果報告)。

沿岸藍碳生態系統對減緩和適應氣候變遷的爭議

　　氣候變遷對碳積累的作用造成衝擊，國際社會及學界對於藍碳存在三個爭議問題，第一個是環境干擾可能造成沿岸藍碳生態系溫室氣體排放，土壤表層可能在環境干擾排放二氧化碳、甲烷及一氧化二氮等溫室氣體，但仍未被大規模驗證。第二個是大型海藻是否可以被認為是藍碳? 必須以海草床、紅樹林和潮汐鹽沼生態系碳封存之科學方法證明。第三個是沿岸藍碳生態系累積碳酸鹽是否受到干擾後反而成為潛在的二氧化碳排放來源。吸引不同領域科學家參與藍碳科學這一項多元化的跨領域議題，對於藍碳成為可以量化及減碳之實質貢獻，才能定論藍碳之地位與碳權之可行性。科研界及政策制定者對藍碳科學及其在減緩氣候變遷的應用的十個懸而未決的問題及疑問，可歸類為十個議題：

一. 氣候變遷及為為活動影響藍碳生態系及其恢復過程的碳積累？

　　藍碳生態系被認為具有解決氣候變遷的潛力，但是氣候變遷卻已對藍碳生態系及其碳匯懺生負面影響，此一影響取決於其對氣候變遷的暴露程度，包括發生頻率和強度以及生態系統的敏感性和恢復力，目前氣候變遷速度和幅度加劇且不確定性提高，藍碳生態系碳固存率和碳匯穩定性變得不確定，例如海平面變化、海水升溫影響主要佔據潮間帶和淺水環境之藍碳生態系棲地分佈、生產力和土壤垂直增生率，深深受海平面強烈影響，可用於積累沉積物的空間受壓縮，儲存的有機物再礦化導致溫室氣體排放到大氣中 (表一)。氣候變遷引發強烈的颱風風暴、海洋熱浪、二氧化碳升高和淡水可用性的變化也都被認為是影響沿岸藍氮生態系分佈、生產力、群落組成和碳封存的重要因素 (表一)。

表一、氣候變遷對於藍碳生態系碳儲量及碳損失 (引用自Macreadie, P.I., Anton, A., Raven, J.A. et al. The future of Blue Carbon science. Nat Commun 10, 3998 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-11693-w)。

Ecosystem	Sea level rise	Extreme storms	Higher temperatures	Extra CO2	Altered precipitation
Mangrove	Landward expansion increases area and C stocks Losses of low intertidal forests and coastal squeeze could reduce C stocks Increasing accommodation space increases C sequestration	Canopy damage, reduced recruitment and soil subsidence resulting in losses of C stocks Soil elevation gains due to sediment deposition increasing C stocks and, reducing effects of sea level rise	Minimal impacts anticipated, although increased decomposition of soil C possible Poleward spread of mangrove forests at expense of tidal marshes increases C stocks Change in dominant species could influence C sequestration	An increase in atmospheric CO2 benefits plant productivity of some species which could alter C stocks	Canopy dieback due to drought Losses of C stocks due to remineralization and reduced productivity Increased rainfall may result in increased productivity and C sequestration
Tidal Marsh	Landward expansion increased area and C stocks Losses of low intertidal marsh and coastal squeeze could reduce C stocks Increasing accommodation space increases C sequestration	Loss of marsh area and C stocks Enhanced sedimentation and soil elevation increasing C stocks and, reducing effects of sea level rise	Increased temperatures may increase decomposition of soil organic matter, but offset by increased productivity of tidal marsh vegetation Poleward expansion of mangroves will replace tidal marsh and increase C storage Poleward expansion of bioturbators, may decrease soil C stocks	An increase in atmospheric CO2 benefits plant productivity of some species which could alter C stocks	Reduced above and belowground production due to drought reducing C sequestration Possible losses of C stocks due to remineralization Impact could be greater in areas that already have scarce or variable rainfall
Seagrass	Loss of deep water seagrass Landward migration in areas where seawater floods the land (into mangrove or tidal marsh ecosystem)	Some extreme storms cause the erosion of seagrasses and loss of seagrass C stocks but some seagrass species are resistant to these major events Flood events associated with extreme rainfall may result in mortality, but could also increase sediment accretion and C sequestration	Thermal die-offs leading to losses of C stocks Species turnover Colonization of new poleward regions Increased productivity	An increase in dissolved inorganic C benefits plant productivity increasing C stocks Ocean acidification leads to loss of seagrass biodiversity, decreasing C stocks	Most seagrasses are tolerant of acute low salinity events associated with high rainfall, but some are negatively affected and potential interactions with disease may lead to losses of C stocks Reduced rainfall increases light availability which increases productivity and C sequestration
Seaweed	Loss of deep water seaweeds Seaweeds are expected to colonise hard substrata that become flooded, increasing C stocks	Reduces seaweed cover, but could lead to sequestration of C stocks as detritus sinks	Major retraction in kelp forest C stores at non-polar range edges; Expected expansion at polar range edges.	Increased biomass and productivity of kelp where water temperatures remain cool enough	Little effect overall Regional effects on seaweed flora in areas with high land run off/rivers

1. Bold text indicate potential positive effects on BC stocks, italic text indicates negative effects with roman text indicating where effects could be positive or negative

　　氣候變遷影響因地理位置及地形有很大差異。因地理地形及緯度因素，海平面上升率和地面沉降率對於海平面上升比率、溫度變化率以及強風暴和降雨頻率的變化有差異，因此世界上相關地貌模型足以提供沿岸藍碳生態系對海平面上升的脆弱性以及恢復成功與否的初步評估，但沿岸藍碳生態系及開訪海洋藍碳生碳系暴露於氣候變遷和及對碳儲量的影響資料不完整或缺失，例如颱風或風暴波浪對於沿岸藍碳生態系持久性和恢復補充之影響評估並不多。與藍碳生態系相鄰其他生態系對氣候變化的反應可能會影響藍碳棲地及碳匯，例如珊瑚礁的退化可能會增加潟湖內的波浪高度，導致潟湖內海草或紅樹林的損失，隨著海浪的增加、海平面上升，或由於海洋酸化導致碳酸鹽沉積物減少，可能會降低沿岸藍碳生態系統的能力。

　　此外，沿岸藍碳生態系對氣候變遷的敏感性也可能受到沿海地區人類活動的影響，例如水質惡化可能會增加對海草的影響，而河流築壩造成的沉積物減少、水文變化和海堤的存在可能會對紅樹林和潮汐沼澤中的生物碳種族群產生負面影響。

二. 環境干擾 (Disturbances) 如何影響藍碳埋藏土壤或底質之命運？

　　透過保護或增強氣候議題相關生態系之貢獻，環境干擾對生物碳生產和儲存的影響已成為一個備受關注的話題。藍碳研究人員開始進一步著手研究解決三個關鍵問題：(1) 擾動因子傳播至土壤剖面深度，(2) 以二氧化碳形式損失的受擾動的碳比例，以及 (3) 受影響土壤深度和其土壤有機碳轉化為二氧化碳之交互作用程度。估計全球沿岸藍碳生態系因干擾造成再礦化 (Re-minimization) 之二氧化碳排放量為 0.45 Pg CO₂。一般而言，表層 1 m 土壤再礦化和 100%生物碳100 % 損失之管理措施之指導方針與做法很少，造成沒有適當理論框架及原則估算干擾強度影響植物生物質形成，如清理、過多營養、光照減少、毒性等，或者土壤結構，如侵蝕、挖掘、開墾等。加上干擾的持續時間是干擾對 藍碳再礦化影響的另一個重要預測因素，因為隨著時間的推移，更多的土壤藍碳會暴露在有氧環境而家具案氧化碳釋放。自然和人為干擾改變相互作用與詳細估算必須加以模式化其對有機碳分解過程之影響，例如潮汐鹽沼地下根和根莖的死亡改變了藍碳和相關微生物組合的化學成分，隨後增加分解而減少儲存碳達 90％。將深埋海草生態系的沉積物暴露在氧氣中會觸發古代 BC43微生物分解有機碳。

三. 大型海藻在全球藍碳碳匯的重要性是什麼？

　　大型海藻具有很高的生產力，佔有全球沿岸植被生態系最大面積，然而只有在相對少數的情況下才被納入藍碳評估。與生長在沉積土壤的被子植物不同，大型藻類通常生長在沒有或只有有限碳埋藏潛力的堅硬或沙質基質上，然而最近分析估計大型海藻分離或死亡藻體及衍生顆粒有機碳經水流運輸到棲息地以外並沉積於海洋峽谷沉積物的全球碳埋藏量為每年高達 14 Tg C，與全球潮汐鹽沼全球碳埋藏量高，每年有153 Tg C 被埋藏在深海沉積物，這些估計說明大型海藻所支持的全球碳埋藏率可能高於海草、潮汐鹽沼和紅樹林的總和。由於這方面研究正在如火如荼展開，如果我們要將大型海藻系統納入藍碳評估，需要更多證據及廣泛以科學證據了解大型海藻碳的命運，並需要擴大到全球大型海藻面積及碳儲量進行更精確的估計。

四. BC 生態系統的全球範圍和時間分佈是怎樣的？

　　由於全球藍碳分佈實測資料尚少，大空間和時間尺度上擴大藍碳估計和模型變化受到阻礙。全球空間範圍及其時間變化的模式和驅動因素因不同研究方法而有極大差異，土地利用變化、沿海改造和土地開墾及受氣候變遷而有劇烈變化，這些自然原因、沿海人為壓力和氣候變化的綜合影響對於藍碳估算及應用於碳權有極大不確定性，因此，準確估計藍碳生態系分布範圍是評估其對於碳循環貢獻的先決條件，定期修訂這些估計以追踪其範圍和變化需要繪圖、聲學（即側掃聲納和多波束生態探測器）和光學（即航空攝影和衛星圖像）遙感技術與地面實況相結合 （通過水肺潛水或視頻圖像）繪製和監測它們的範圍和隨時間的相對變化。臺灣更需要進行定期之多元化監測以證實藍碳之貢獻及模式建立。

五. 有機和無機碳循環如何影響淨二氧化碳通量？

　　藍碳生態系有機和無機碳動力學與其可能通過空氣-水氣體交換成為大氣中 二氧化碳淨排放，對於碳酸鹽化學與有機和無機碳總量和通量 (如起源、歸宿、豐度、速率、相互作用) 和空氣-水二氧化碳通量的整體時空動力學的相關性仍有不確定的趨勢，需要詳細研究以描繪藍碳生態系之碳儲存量與變動因子。

六. 如何估算 BC 沉積物中的有機質來源？

　　沿岸紅樹林、海草和潮汐鹽沼生態系佔據了陸地-海洋界面，並受到來自陸地和海洋來源的有機物質的匯聚輸入以及進出附近生態系統的轉移，量化有機質輸入以及區分有機碳的外來和本地來源仍然是一個挑戰，因此對於未來碳權計算存在重複可能已在相鄰生態系統中計算的碳封存收益的風險，所以需要有新方法量化不同初級生產者對海洋生態系統中沉積有機碳的貢獻，例如穩定同位素的 ¹³C、¹⁵N 和 ³⁴S已被用於追踪和量化外地和本地有機碳來源及其對碳埋藏的相對貢獻，由於成本低，樣品製備和分析的方法相對簡單，該技術的有效性得到廣泛應用及成功預測。然而有機物質輸入的多樣性會導致有機碳的複雜混合物無法根據來源的同位素分離得到很好的解決，這是不同物種的同位素值可能相似或在同一物種內因微生境、季節、生長周期或組織類型而異，必須通過額外分析具有特定分類來源的單個化合物來改進大量穩定同位素的使用，如木質素、脂質、烷烴和氨基酸等生物標誌物已被證明可用於分離沿海沉積物中的多源輸入。下一世代指紋識別技術正在開發驗證，例如環境 DNA (eDNA) 已被用於描述海洋系統中的群落組成，量化沉積物植物來源的分類學比例的潛力極被全球科研界重視。

七. 哪些因素會影響藍碳埋葬率？

　　藍碳生態系碳埋藏率比陸地生態系統高一個數量級。碳埋藏率是多種過程的產物，影響這些過程為碳產生量及其埋藏後保存、許多相互作用的生物、生物地球化學和物理因素，以及自然和人為干擾。關於生物因素，目前尚不清楚初級生產者的多樣性和特徵 (例如生化成分、生產力規模和生物量分配) 對於藍碳之詳細影響，動物，如食草動物，如何通過自上而下的過程影響有機碳的生產、積累或保存尚不確定，捕食者也參與海草、沼澤和紅樹林的生物量、持久性和恢復。此外，微生物分解群落的功能多樣性和活性，以及它們如何隨深度和時間變化，才在剛開始起步，將這些影響因子與藍碳埋藏率聯繫起來極為需要。非生物一訴方面，流體動力學會影響有機顆粒捕獲極有機碳沉降速率，例如增加紅樹林的密度會對波衰減產生積極影響，增強細粒物質的積累，從而促進有機碳積累，了解的複雜的植被冠層-水動力相互作用及土壤的厭氧特性 (對有機碳分解和再礦化具有重要調控作用) 是藍碳埋葬估計關鍵因子之一。

八. 藍碳生態系統與大氣之間的溫室氣體淨通量是多少？

　　藍碳生態系通常是溫室氣體 (二氧化碳、甲烷及一氧化二氮）的重要來源，由於淨通量的不確定性，我們無法構建準確的全球藍碳收支，尤其缺乏關於群落代謝和 CH₄ 和 N₂O 排放量。

九. 我們如何減少藍碳估值的不確定性？

　　越來越多藍碳估值方面，如圖七之藍碳經濟價值差異。由於計算碳封存和儲存的持久性之不確定性，藍碳值也存在變化。碳估價方法範圍廣泛，包括 社會成本、邊際減排成本和市場價格，也增加了估值估計的不確定性和變化。

圖七、每公頃藍碳生態系統的經濟價值估算 (引用自馬里蘭大學環境科學中心 (ian.umces.edu/symbols/))

十. 哪些管理措施最能維持和促進藍碳封存？

　　過去研究改進空間尺度上碳動態估計，但是落實政策製定、管理行動實施和藍碳效益仍處於起步階段。可透過三種管理方法來增強藍碳生態系：保護、恢復和創造。通過立法保護和支持替代生計保護藍碳生態系的範圍和質量，具有避免歷史上封存的碳再礦化的雙重好處，同時也保護未來的封存能力。保護可能包括直接或間接的方法來維持或加強生物地球化學過程，例如沉澱和供水。恢復涉及一系列旨在改善藍碳生態系的生物物理和地球化學過程以及封存能力的活動，例如對砍伐和退化的紅樹林進行被動和/或主動再造林，將水產養殖池塘恢復為紅樹林生態系統的措施，以及恢復乾涸的沿海泥灘水文，許多國家 (例如美國和歐盟) 現已製定“無淨損失”政策並將其應用於濕地生態系統，可以有效創建藍碳生態系以取代那些因開發而失去的生態系統。

藍碳救藍碳契機

　　人為活動嚴重威脅全球沿岸藍碳生態系 (Duarte et al., 2013)，採取保護措施以恢復沿海植被生態系被視為藍碳減少二氧化碳的重要行動 (Wylie et al., 2016)。

　　以紅樹林為例，紅樹林是低緯度地區唯一佔據陸地和海洋邊緣的木本植物，也是海洋生態系統中最具生產力的植物之一，其淨初級生產力平均為每年每公頃11.1 Mg C，並且其樹葉、樹幹和根的生產力幾乎相等。除了紅樹林本身可以進行固碳作用外，附著在它身上的藻類以及上游或沿岸地區的物質沉降都可以幫助固碳，而這些貢獻主要取決於森林的位置以及潮汐強度。此外，紅樹林生態系統規模的碳儲量平均為每公頃956 Mg C，由於紅樹林生長在高鹽、低氧的環境，使它可以高效利用水分和最大化碳儲存在土壤中，這使得雖然紅樹林的生產力和碳分配與熱帶潮濕常綠林和珊瑚礁相當，但其碳儲量更多。儘管紅樹林僅佔全球沿海面積的 0.5%，但它們為沿海沉積物碳儲存貢獻了 10-15% (每年24 Tg C)，並向海洋輸出了 10-11% 的陸源顆粒碳 (Particulate terrestrial carbon)。

　　然而，發展紅樹林藍碳遇到許多困境，許多政府和非政府組織希望通過恢復紅樹林來幫助緩解氣候變化。然而，這種想法可能過於理想化了。首先，紅樹林生長的主要棲息地位於許多發展中國家，因此國家和地方治理、土地所有權和管理，以及環境正義等問題成為了面臨的主要挑戰。其次，全球紅樹林的擴展對於解決全球二氧化碳失衡問題來說意義不大，因為沿海地區面積有限，並且即使全球紅樹林面積擴增到目前的兩倍，固碳量則會增加每年24 Tg C，但和每年的二氧化碳排放量為30.6 Gt-C，又加上森林砍伐造成的潛在探損失估計達每年 90–970 Tg C，其碳固存量仍然微不足道。因此，紅樹林保護項目的短期和中期價值似乎更多地在於恢復紅樹林為熱帶沿海地區及其居民提供的許多其他有價值的生態系統服務。

結語

　　全球乃逐漸重視藍碳，非政府組織以及歐美大企業也都開始積極致力要創造藍碳權，尤其對於化石燃料排放量適中且海岸線廣闊的國家可以發揮極大作用，例如2014 年紅樹林減少了孟加拉國、哥倫比亞和尼日利亞等國家超過 1% 的全國化石燃料排放量。肯亞海洋與漁業中心與蘇格蘭慈善機構 Plan Vivo Foundation 曾攜手肯亞加濟 (Gazi) 臨海村莊的居民一起啟動紅樹林保育計畫，臺灣宜積極由政府及企業結合民間推動類似的保育計畫，達成保育成效，增加碳匯及友善環境。

　　海保署自108年度起陸續盤點我國沿海紅樹林分布地點與面積，目前僅臺灣本島西海岸、澎湖及金門有紅樹林分布，根據調查我國33處紅樹林面積共約680.7公頃，其中最大的紅樹林分布地位於淡水河口 (含挖子尾、竹圍、關渡、社子島及蘆洲)。在此列5個紅樹林保護區供參考：高雄旗津紅樹林保護區、屏東恆春紅毛港紅樹林保護區、桃園觀音海岸濕地、台南曾文水庫濕地、花蓮七星潭紅樹林。

　　然而台灣的自然保留區所實施的保育計畫不一定都能帶來正面效果，甚至可能導致當地生物多樣性逐漸單一化的趨勢，以關渡自然保留區為例。關渡自然保留區於民國75年主要是為了保護水鳥而劃定，但由於多年來淡水河抽砂以及超抽地下水使地層下陷，海水入侵而改變土壤鹽分，導致紅樹林面積逐漸擴大 (最終面積達到總保留區的66%)。由於紅樹林的快速擴張大幅影響原本的生態系 (如蘆葦以及水鳥)，最終關渡自然保留區於民國110年底被廢除。而台灣還有許多地方出現關於紅樹林復育所造成的生態問題，如澎湖青螺濕地、新竹香山濕地等。

　　關於藍碳保育計畫成功的關鍵，有以下三點需要關注：

　　第一點，藍碳生態系復育是否造成生態不平衡的問題勢必為一個重要課題。

　　第二點，法條不完善。由於我國的自然保留區相關法條規定：禁止改變或破壞原有的自然狀態，相關單位屆時才能處理問題。

　　第三點，社區參與不足。臺灣關於相關保育或復育計畫多是出於官方之手，鮮少有官民合作之舉，此舉措雖有助於政策施行速度，但也將其與居民的距離拉開，使得民眾意願未能提高。

　　臺灣週圍64,473平方公里海洋且具有豐富藍碳生態系，健康的藍碳生態系所供給的海洋碳匯，是長期被台灣政府忽略的碳捕捉絕佳機會。目前藍碳生態系沒有被納入國家溫室氣體排放清冊，根據最新的評估臺灣藍碳生態系每年可吸收約940,00公噸二氧化碳，相當於政府承諾的碳匯額外抵銷量1/6。積極保護和復育這些生態系，甚至積極以種植方式，可以增碳匯數倍，提供政府及企業執行氣候行動的絕佳機會及碳權利基，執行友善環境的生物性減碳及碳中和願景。

　　藍碳具有碳封存潛力，臺灣學者及政府以對海草床、紅樹林及潮汐鹽沼生態系之資源有初步資料，需要持續長期觀測及模式建立。大型海藻的藍碳已成為全球亟欲證明的可利用藍碳資源，投入相當多資源，聯合國、歐盟、日本及韓國均積極投入，臺灣宜開始行動，然政府及民間企業對於傳統藍碳及新興大型海藻藍碳之議題及研究基礎及為缺乏大力投入及長期支持。

參考文獻

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李澤民 特聘教授
國立中山大學海洋生物科技暨資源學系