重要濕地碳匯調查

重要濕地碳匯調查

 調查文件下載




      濕地是地球上最重要的生態系統及天然資源之一。它擁有生物多樣性高、淨化水質、過濾汙染物、製造氧氣、調節氣候、保護海岸等生態系統功能與服務(Mitsch and Gosselink 2007,Hansson et al. 2005)。由於濕地具有高基礎生產量、高水位、厭氧性底部環境及低有機物分解速率,除了可提供鳥類、魚類及野生動物的棲息地,更具有能從大氣中吸收二氧化碳(CO2),轉換為有機碳儲存於濕地土壤、底泥或植物體中的貢獻。濕地將大氣中CO2封存或捕集於濕地的過程,稱為碳吸存(carbon sequestration)(Mitra et al. 2005, Mitsch and Gosselink 2007)。

       雖然濕地只占陸地表面的 5-8 % (Mitsch and Gosselink 2007),但據估計,地球土壤中大約有2,500 P g的含碳量(Lal 2008),其中有20-30 %是儲存在濕地中(Roulet 2000, Bridgham et al. 2006)。因此,碳匯是濕地主要的生態系統功能之一(Mitsch and Gosselink 2007),在全球溫室氣體管理上,濕地扮演舉足輕重的角色。

       雖然陸續有許多學者投入對濕地生態的研究,如植物相、濕地食物網、野生動物種類、藻類生產力、水質變化等,但是對於整體濕地生態系統碳匯能力的評估並不多見,多數僅針對於沿海濕地進行調查。有鑑於此,有必要以科學數據為基礎,針對仍缺少資料的湖泊型、溪流型、林澤與灌溉埤塘/水圳型濕地進行溫室氣體排放及碳匯能力的量測與估算,藉此了解不同濕地碳匯能力的差異,並提供各界作為濕地保育及政府估算土地利用的碳排放量及吸收量的參考依據。

       本文根據內政部營建署城鄉發展分署-案號:UR-10611之「106-107年度重要濕地碳匯調查計畫」與其擴充案之調結果,呈現六個所調查濕地之碳儲存與碳通量結果。六個濕地分別為夢幻湖溼地、桃園大圳12-14號池、高榮731號埤塘、
雙連埤、七家灣溪與草坔(圖1、表1)。


1、研究地點位置與測站分布

1、研究地點基本資訊
濕地名稱
濕地類型
濕地分級
濕地位置
夢幻湖
內陸自然濕地
(丘陵/高山湖泊)
國家級

臺北市北投區
(陽明山國家公園內)
桃園大圳12-14號池
灌溉埤塘、水圳型
國家級
(桃園埤圳重要濕地)
桃園市新屋區
(台灣第一座光電埤塘)
高榮
731號埤塘
灌溉埤塘、水圳型
國家級
(桃園埤圳重要濕地)
桃園市楊梅區

雙連埤
內陸自然濕地
(湖泊型)
國家級

宜蘭縣員山鄉
七家灣溪
內陸自然濕地
(河川溪流型)
國家級

臺中市和平區
(大甲溪上游)
草坔
內陸自然濕地
(林澤)
地方級
南投縣竹山鎮


















該計畫分別於2017-2018(雙連埤與七家灣溪濕地)2019(夢幻湖、桃園大圳、高榮埤塘及草坔)進行四季調查,項目包含現地生物量及土壤有機質的採集與溫室氣體測量(2),綜合碳儲存量與碳通量的計算後,繪製出各濕地的碳匯流程圖(2)
Ÿ   碳儲存量(單位:g C m-2) 計算碳儲存量時,統一將各項碳庫參數換算為碳含量單位。碳庫包括土壤有機碳和生物體(藻類、濱岸植物)內的碳。將參數經面積加權後,加總得之。
Ÿ   碳通量(單位:g CO2-eq m-2 yr-1):統一將氣體CO2CH4N2O的排放和吸收量及植物生產量,依據全球暖化潛勢(Global Warming Potential, GWP)換算為CO2當量單位,經面積加權後,加總得之。

2、各研究地點測量項目

碳儲存
碳通量
濕地名稱
藻類生物量
植被生物量
土壤
生物量變化
氣體通量
夢幻湖
浮游藻 ()


台灣水韭 ()
水毛花 ()
白背芒 ()
土壤
有機碳
台灣水韭 ()
水毛花 ()
白背芒 ()
CO2 (水、陸)
CH4 (水、陸)
N2O ()
桃園大圳12-14號池
浮游藻 ()



CO2 ()
CH4 ()
高榮
731號埤塘
浮游藻 ()


金魚藻 ()
台灣萍蓬草 ()
李氏禾 ()
土壤
有機碳
金魚藻 ()
台灣萍蓬草 ()
李氏禾 ()
CO2 (水、陸)
CH4 (水、陸)
N2O ()
雙連埤
浮游藻 ()

芒草 ()
李氏禾 ()
野薑花 ()
土壤
有機碳
芒草 ()
李氏禾 ()
野薑花 ()
CO2 (水、陸)
CH4 (水、陸)
N2O ()
七家灣溪
浮游藻 ()
附生藻 ()
地被層 ()
土壤
有機碳
地被層 ()
CO2 (水、陸)
CH4 (水、陸)
N2O ()
草坔
浮游藻 ()

枯木
(立木與倒木)
土壤
有機碳

CO2 (水、陸)
CH4 (水、陸)
N2O ()


結果顯示如表3,夢幻湖重要濕地綜合全年結果屬於碳吸收同時具有豐富植被及土壤碳儲存之為重要碳匯場域。桃園大圳12-14號池,因濕地範圍內缺少草澤及喬木等大型生產者,屬於碳儲存量較少並且有碳排放的碳源系統。高榮731號埤塘綜合全年平均結果屬於具有碳儲存與少量排放狀態的系統。雙連埤重要濕地同樣具有豐富植被及土壤碳儲存屬於碳儲存與吸收狀態。草坔重要濕地碳通量出現正值,顯示有少量排放,但因土壤碳存量豐富,且有許多枯木碳庫存在,仍屬碳儲存量豐富之重要碳匯場域。由於湖泊、溪流與埤塘類型濕地之水域所佔面積較大,木本生產者所佔權重較低,因此與其他濕地類型相比碳存量相對較低。

3、各濕地全年碳儲存與碳通量(正值表示吸收;負值表示排放)
地點
碳儲存
(g C m-2)
碳通量
(g CO2 m-2 yr-1)
夢幻湖
3585.921
4517.440
桃園大圳12-14號池
0.392
-2617.559
高榮731號埤塘
1784.144
-3569.858
雙連埤
3823.264
62.209
七家灣溪
2673.290
-193.367
草坔
3503.911
-2020.020




2、濕地碳匯流程圖
ü   圓圈代表碳儲存量(g C m-2):(浮游藻)(附生藻)(植被地上部生物量)(植被地下部生物量)(枯物生物量)(土壤有機碳)
ü   箭頭代表碳通量(g CO2-eq m-2 yr-1)(CO2)(CH4)(N2O)
其中,向上代表釋放;向下代表吸收。

參考資料與文獻
106-107年度重要濕地碳匯調查計畫」案成果報告書
106-107年度重要濕地碳匯調查計畫」案(擴充案)成果報告書
Bridgham SD, JP Megonigal, JK Keller, NB Bliss, and C Trettin, 2006. The carbon balance of North American wetlands. Wetlands, 26:889–916
Hansson L, B Christer, PA Nilsson, and A Kajsa, 2005. Conflicting demands on wetland ecosystem services: nutrient retention, biodiversity or both? Freshwater biology, 50:705-714
Mitra S, R Wassmann, and PLG Vlek, 2005. An appraisal of global wetland area and its organic carbon stock. Current Science, 88:25-35
Mitsch WJ, and JG Gosselink, 2007. Wetlands, 4th edn. Wiley, Hoboken.
Roulet NT, 2000. Peatlands, carbon storage, greenhouse gases, and the Kyoto Protocol: prospects and significance for Canada. Wetlands, 20:605–615.










濕地介紹

國立中興大學全球變遷生物學研究中心主任林幸助

hjlin@dragon.nchu.edu.tw

一、濕地定義:

根據拉姆薩國際濕地公約(The Ramsar Convention on Wetlands)的定義,濕地涵蓋的範圍很廣,不管是天然或人為、永久或暫時、死水或活流、鹹水、淡水或半淡鹹水,水深在低潮時不超過六公尺者皆可稱為濕地。濕地的類型包括紅樹林、珊瑚礁、海草床、河口、鹽沼、灘地、潟湖、漁塭、鹽田、水田、池塘、湖泊與溪流等。濕地常久以來被認為是荒蕪的爛泥灘,蚊蠅孳生的不毛之地,土地交易價格不高,往往成為棄置垃圾、開發工業區、築堤、填土築路或闢為建地時被優先考慮使用的地方。1971年聯合國於伊朗拉姆薩召開濕地大會,濕地所具有的生物多樣性與生態功能才逐漸為人們所了解,今日「濕地保育」、「明智使用」已成為國際社會的趨勢及共同關注的議題。全球面積估計有860萬平方公里,雖僅佔地球表面積6.4%,但其生物量卻高達全球25%以上,漁獲量更可高達全球90%。其中鹽沼、紅樹林、珊瑚礁及海草床等生態系統雖僅佔全球面積0.4%,但卻常是地球上生物多樣性及生產力最高的生態系統之一。目前已至少有159個國家參與國際濕地公約,總計181萬平方公里的濕地受到保護。

二、濕地功能:

濕地連接了陸域、水域與大氣,對水陸之間物質傳輸具有相當大的貢獻,具有重要的碳吸納能力。濕地具有淨化水質、過濾污染物、製造氧氣、調節氣候、保護海岸等生態功能,也是許多生物的棲所以及陸生、水生動物的避難所。濕地面積的減少非但只是單純地降低了濕地內的生物多樣性及生物數量,也同時影響整個區域內生物數量,對於遷移動物而言更關係到其全世界之數量。濕地廣泛的生態系統服務項目,其中有許多是與人類密切相關的,包括: (1) 沉積物的儲存與輸送,(2) 波浪的消散以及極端事件(颱風暴潮與海嘯)的緩衝功能,(3) 能即時但有限度地反應海平面上升,(4) 分解有機物與汙染物,(5) 過濾與淨化水質,(6) 營養礦化與循環,(7) 水的儲存與地下水的釋出,(8) 生物多樣性的維持與基因庫的儲存,(9) 稚魚的孵育場,(10) 水鳥與海龜的築巢地以及鰭足類的群棲處,(11) 鳥類與陸棲野生動物的食餌來源地,(12) 景觀遊憩,(13) 人類食物來源以及(14) 陸域與海域環境的連接處。據估計海岸濕地每年所提供的服務價值達一千七百兆美元之多,佔全球各型生態系所提供經濟總值之53%。台灣高美濕地的生態系服務總價值據估計每年高達133億台幣,每公頃之價值達4,500萬元之多。

三、台灣濕地的分布:

台灣生態資源豐富,棲地多樣,擁有廣闊的濕地生態系統,估計約有12,000公頃,其中海岸濕地就佔有11,450公頃,沿著台灣西海岸從北到南綿延分布400公里,為台灣西岸最典型的沿海生態系統。台灣現有濕地雖然未登錄於國際濕地公約,但是就地理位置來看,台灣為東亞候鳥遷徙路線重要的樞紐,每年有數以萬計的候鳥遠由西伯利亞、加拿大飛來在台灣度冬,或者過境飛往更南的澳洲、婆羅洲,以台灣作為遷徙的中繼站,因此台灣濕地的保育有其不可取代的地位。濕地的保育、復育與經營已成為國家重要政策。內政部營建署於中華民國96年(2007年)評選公告75處國家重要濕地,並將人工濕地納入,積極推動濕地保育與復育政策,並與各地民間團體共同執行濕地的生態監測與經營管理。2009年營建署又賡續推動第二次國家重要濕地的評選工作,於2009年12月28日成立台江國家公園,其主要職責就是進行台南沿海濕地保育。營建署於2011年評選公告82處國家重要濕地,於2013年公告南港202兵工廠及周邊濕地為國家重要濕地。濕地保育的重要依據《濕地保育法》於2013年7月3日通過立法公布,於2015年2月2日世界濕地日(World Wetland Day)正式實施。《濕地保育法》第四條濕地的定義與拉姆薩國際濕地公約的定義相同,指天然或人為、永久或暫時、靜止或流動、淡水或鹹水或半鹹水之沼澤、潟湖、泥煤地、潮間帶、水域等區域,包括水深在最低低潮時不超過六公尺之海域。目前台灣共有83處國家重要濕地,其中有42處屬於國際級或國家級重要濕地,41處屬於地方級重要濕地。總面積由102年公告的56,860公頃,在104年確認為47,627公頃,只佔台灣陸地面積約1.48%。 台灣所評選出之83處國家重要濕地,依其區位可分為36處海岸濕地與47處內陸濕地。海岸濕地面積占所有評選濕地總面積之74 %,面積大多超過100 公頃,大於1,000 公頃者有12處,其中以朴子溪河口濕地最大,其次為大肚溪口濕地;另有7處海岸濕地面積小於100 公頃,其中最小者為海生館人工濕地,僅有4.8 公頃。內陸濕地只佔所有評選濕地總面積之26 %,內陸濕地只有3處大於1,000 公頃,其中以七家灣溪濕地7,221.4 公頃最大,其次為桃園埤圳濕地,其餘面積皆小於500 公頃,小於10 公頃者有18處,其中最小者為白河國小人工濕地,面積僅有0.37 公頃。

四、台灣濕地生物多樣性:

台灣濕地生態狀況或生物多樣性大抵與周邊土地利用與覆蓋類別與程度,或稱人為干擾地景發展強度(Landscape Development Intensity, LDI)高度相關。整體生物多樣性狀況最佳,LDI值最低之前九名濕地皆為內陸濕地,依序為鴛鴦湖濕地、小鬼湖濕地、南澳濕地、七家灣溪濕地、大鬼湖濕地、夢幻湖濕地、南仁湖濕地、大湳湖濕地及竹北蓮花寺濕地等,其中,排序第一名之鴛鴦湖濕地其評估範圍內之天然林比例高達95 %,其餘8處濕地評估範圍內之天然林或天然草生地所占比例亦皆大於50 %,顯示其受人為干擾強度較小。位列第十名與十一名之香山濕地與無尾港濕地,其評估範圍內海面所占比例皆大於40 %,LDI值亦較小;而被評選為國際級之四草濕地與曾文溪口濕地,其周遭尚有大於20 %之魚塭或旱作,分別名列第二十六6與三十一名。LDI值較大,排序較後者多人為濕地,尤其排序最後4者之LDI值皆大於5,包括嘉南藥理科技大學人工濕地、鳥松濕地、白河國小人工濕地及屏東科技大學人工濕地,其周遭土地利用多為學校、道路、住宅及公園等,受人為干擾強度較大。因此保育台灣濕地,需連同周遭可能影響濕地之土地與相連水域系統一併保育。

計畫緣起

「台灣濕地保育網」於2015年開始建置,由國立中興大學人文與社會科學研究中心前主任邱貴芬策畫,全球變遷生物學研究中心主任林幸助擘畫網站內容。本網站自台灣目前共有的83處國家重要濕地中挑選出42個(其中有2屬於國際級重要濕地,40處屬於國家級重要濕地),結合Google Map、國家重要濕地範圍圖、特有生物或植物照片等方式呈現濕地風貌,推廣台灣濕地及保育觀念。感謝內政部營建署城鄉發展分署授權本網站並提供珍貴資料。也感謝眾多單位的協助:中國醫藥大學蔡正偉副教授、簡毓群導演、林本初先生、台灣濕地學會。參與此網站建置的中興大學數位團隊包括中心前主任邱貴芬、生科系林幸助教授、數位助理楊孟勳、蔡宜霖、洪千媚、黃瓊慧,學生呂樾、楊凱婷、張芳瑜、林永興、羅靚軒、陳家佑、廖文泉、楊楨淇、林建甫,以及中興大學保育社鄭琪叡、楊皓晴、許哲維、譚國鋈、許惟鈞。