氣候變遷下的台灣集水區生態監測研究成果
引用授權聯絡人: 夏復國 / fkshiah@rcec.sinica.edu.tw / (02) 2783-9910 ext. 271
關鍵字: 極端氣候、淡水生態系、營養鹽(磷酸鹽)循環、浮游植物、颱風    


(A), 理論模式顯示極端氣候對水域及大氣系統內生物及化學現象的衝擊及這些因子變化後對極端氣候的正回饋。 (B), 翡翠水庫大壩站(24°54’N, 121°34’E)的每周採樣的實境照片。(C), Aere 颱風(August, 23~26, 2004) 過境前(上方版面)與過境後(下方版面)，翡翠水庫流域上游(右手邊)至下游(左手邊) 磷酸鹽濃度(nano molar) 的深度剖面圖。虛線顯示磷酸鹽100 nano molar的等濃度線。
 
自然科學界普遍認為『時間序列研究』是研究在外部環境因子界擾動下，生態系統長期因應變遷最有效的工具 (A) 。 自2004年起，本實驗室在翡翠水庫建立集水區生態與生地化時間序列觀察站，在大壩站(水深~100m)進行每周一次的採樣(B)。本實驗室先前的研究顯示，颱風期間，大壩站上層水體浮游植物生長的限制因子－磷酸鹽－主要來自於周邊流域懸浮物物質所形成的高比重泥流(hyperpycnal flow)，沿著水庫底部運送至大壩水深60~80m處(C)。本研究分析亞熱帶－深水型集水區(翡翠水庫)自2005至2014年間36個颱風強度(降雨)案例與大壩站浮游植物生物量(葉綠素-a濃度) 、浮游植物初級生產力與浮游植物生長率間的關係。解果顯示夏季時，浮游植物的各項參數與颱風的擾動強度呈現正相關。這種趨勢在秋季則變化甚多，致使相關不甚明顯。 多變數迴歸分析的結果顯示浮游植物對颱風的生態反映取決於氣候及水文因子的交互作用。颱風降雨強度，颱風類型(單一型vs.連續型) ，周邊流域懸浮物物質沉積/運送歷史，大壩水體底層缺氧狀態(缺氧還原狀態有利吸附於顆粒上磷酸鹽的釋放)及水體層化(stratification)強度，都會影響浮游植物的生物量與活性；但是這些因子間的非線性反應，增加了回歸統計上的困擾. 我們的研究是多颱風(multiple typhoon)分析首創之舉。 研究的結果顯示維持並系統性地進行生態系調查，有助於我們對颱風調控浮游植物生物量/活性機制更深入地了解。科學界預言世紀的氣候變遷將會使得颱風的規模與強度變大，而強颱對生態系的衝擊我們仍處在摸索階段。這也凸顯出系統性的時間序列研究的必要性與重要性。
 

 
原文轉載自【環境變遷研究中心】
https://www.rcec.sinica.edu.tw/?action=researchDetail&id=19