聯合國跨政府氣候變化委員會(IPCC)推估在21世紀末全球地表平均溫度將增加1.1到6.4°C，此溫度上升將會對生態系統及社會經濟造成嚴重的衝擊，例如，全球平均溫度每上升一度會導致降雨強度增強，強降雨所引發的崩塌、土石流等自然災害發生的頻率及規模也會隨之增加，除了對人類社會及生物圈造成災害之外，也影響全球的碳循環。在岩石、土壤方面，崩塌將底層的新鮮岩石裸露至地表，加速當地的化學風化，其反應會吸收大氣中二氧化碳，並釋放生態系所需的鹽基陽離子，被視為全球暖化重要的負回饋之一；另一方面，植物的固碳作用也是全球碳循環中不可被忽略的一環，植物的光合作用會吸收大氣中二氧化碳，提供本身的能量並累積材積。這些陸域岩石、土壤及植物都會在崩塌事件中一併被帶入河川系統與生態系中；除此之外，不同規模的崩塌事件會引發陸域不同來源、年份、組成之有機碳(例如：枯枝落葉、土壤、岩石等)輸出，進而影響水域生態系中物理及生化反應：陸域生態系的作用過程中，大氣中的有機碳經過動植物的固碳作用重新累積在植被及土壤裡，最終輸入至水域中。而在水域中的有機碳部分因為生物作用轉換成二氧化碳釋放至大氣，或者由物理、生化等作用使得有機碳趨向穩定(或不穩定)的狀態，甚至被永久封存在沈積物運送至海洋。
隨著全球暖化及碳循環日漸受到重視的情形，上述過程被認為對全球碳循環有極重要之影響，然而這些過程在集水區尺度中運作的速率及程度都尚待被量化及瞭解：不同來源(生物、土壤、岩石)中的有機碳在水域生態系中的作用過程；如何在不同特性的極端事件(颱風、崩塌)中追蹤不同來源的有機碳來源；有機碳在極端事件後重新被累積與分布在陸域生態系裡的速率。有鑑於此，本計畫將著重於崩塌地發生頻繁、有機碳大量輸出的台灣高山型集水區，將整合臺灣與奧地利研究團隊分別在崩塌地監測、模擬、輸砂及尖端的有機碳量測技術，瞭解碳循環在陸域及水域之循環過程。
陸域森林生態系是全球最大的碳庫，但目前仍鮮少能夠支持陸域輸出的碳循環議題的研究，因此，利用本研究的結果可以追蹤由陸域排出的有機碳之通量，清楚地描繪全球碳循環中陸域-水域的部分。除此之外，本研究的結果可視為一種野外監測的功能，透過測量水中的有機碳濃度及其組成，可以反推得上游集水區發生的概況；更重要的是，在未來全球變遷的趨勢下，由極端氣候帶來之強降雨、崩塌所伴隨的土石災害、輸砂及碳循環等問題，應該要被釐清、了解，做為未來因應對策的參考。
附錄，國際合作計畫團隊成員名單：
Taiwan side:
1. Jr-Chuan Huang(黃誌川), Department of Geography, National Taiwan University
2. Tsung-Yu Lee(李宗祐), Department of Geography, National Taiwan University
3. Zeng-Yei Hseu(許正一), Department Environmental Science and Engineering, National PingTung University of Science & Technology
4. Shih-Hao Jien(簡士濠), Department of Soil and Water Conservation, National PingTung University of Science & Technology
5. Chien-Sen Liao(廖建森), Department of Civil and Ecological Engineering, I-Shou University
6. Ming-Young Jan(詹明勇), Department of Civil and Ecological Engineering, I-Shou University
Austria Side:
1. Franz Zehetner, Institute of Soil Research, University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna (BOKU)
2. Thomas Hein, Institute of Hydrobiology and Aquatic Ecosystem Management, University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna (BOKU) |
