在國際學術社群當中,量化陸域生態系統與大氣近地層之間的交互作用(質量、動量及能量之交換)在不同尺度的環境變遷研究是一個重要的議題。因此學界廣泛地從陸面過程的尺度來探討陸域生態系統與大氣近地層之間複雜的交互作用。在此因素之下,建立陸域生態系之通量長期觀測站也廣泛受到重視。這些通量量測資料除了可提供環境變遷研究的相關基礎資料,另外也可以提供區域氣候、水文及生態議題的重要的研究相關資訊。目前全球目前共有將近600個通量觀測站分佈在50幾個國家之中,顯示其在環境變遷議題的重要性。
地理環境資源學系莊振義老師主要的研究以及教學重點便是在探討台灣地區不同陸域生態系統的通量特性,並探討其與環境因子之間的交互作用。在科技部、環保署、以及理學院邁頂計畫(EcoNTU)的支持之下,除了在棲蘭山,溪頭,屏東等森林生態系進行之外,自2012年起,在台北關渡溼地建置台灣第一個草澤生態系統長期通量觀測站。目前國際通量研究多數研究集中在森林生態系,但濕地生態系匯集來自鄰近區域的有機物及豐富的營養鹽,使其擁有極高的生產量,因此濕地相關研究,也開始在國際上受到討論。但多數的國際濕地通量研究目前多集中在中高緯度地區的泥炭地研究,幾乎沒有針對低緯度地區的濕地進行探討。
本研究想關注探討的問題,即是以通量觀測的方法,建立東亞地區第一個亞熱帶溼地草澤通量站。除了量化低緯度濕地的碳循環特性,也針對環境因子對於低緯度溼地生態系統的影響進行深入研究。目前關渡通量站已設置兩座觀測塔分別針對亞熱帶地區草澤溼地主要的兩種優勢物種(巴拉草、蘆葦)進行研究。目前研究成果已發現,關渡溼地相較於高緯度泥炭地系統,具有較高的CO2的年生產量(1700gC m-2 yr-1)。此外也發現到,影響關渡溼地生態反應的主要因子為溫度與輻射,相較於高緯度溼地是受到溫度與濕度的影響,呈現明顯不同的反應機制。另外本研究也由通量特性發現相較於巴拉草,蘆葦對於環境因子的敏感度較低,因此在未來低緯度區域環境變遷的影響之下,蘆葦相較於巴拉草具有較高的生存優勢。相關研究結果對於未來低緯度地區溼地經營管理可提供重要的參考依據。
除了研究之外,關渡通量站也是地理系重要的教學實驗場地,在地理學通論、氣候學以及其他相關的課程之中,建立地理系學生對於地表過程、環境科學、以及氣候變遷議題等相關理論與觀測基礎。
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