
上(三)月27日,發表在「科學」期刊的一項研究提出了嚴正的警告,由於全球地表溫度升高以及降雨模式極端變化的交互作用,全球的土壤水分正在發生惡性的永久改變。
創新又獨特的研究
多年以來,研究人員已經認識到全球的水文循環(地表和大氣之間的水分運動)在區域層面上表現出十分不利的變化趨勢,但是由於對土壤含水量的直接觀測和掌握非常缺乏,評估全球水文循環的具體變化情勢是極困難的挑戰。
這項創新的研究結合了來自衛星遙測的大範圍數據、海平面的精準測量、和地球自轉軸擺動的獨立驗證,並結合地面觀測站的高解析度數據,再加上氣候模型與再分析資料,突破了過去的限制,準確的估算出陸地上土壤水分的長期變化,是十分突破性的工作。
研究的關鍵重點
研究結果顯示,地球因氣候暖化正導致土壤的濕度快速流失,在2000~2016年間損失了超過26,140億噸的水分,幾乎是同期格陵蘭冰原融消量的兩倍,其中以印度北部、加州中部、和中國大陸東部等地區的土壤濕度耗竭的最為嚴重。
截至2021年,全球土壤濕度仍顯著低於歷史的基準值,且在當前氣候條件下預測恢復的可能性極低,反映氣候變遷已觸發水文系統的「臨界點」效應,將給全球陸地水資源的儲存、生態系統的健康、和農業的生產造成重大的影響。
研究清楚的指出,氣候暖化就是土壤濕度持續下降的主要原因。由於氣候變化導致降水模式的極端性增大 (短時澇、長期旱交替發生),地表部分地區的乾旱頻率與強度增加,也直接減少地表水與土壤濕度的補充。同時,地表升溫促使植物和土壤的蒸散作用持續增強,進一步加劇水分的流失,終至現今土壤濕度的嚴重透支現象。
地球物理的反饋機制
地球的自轉軸並不是固定不變的,除了週期性的變動以外,還會受到水資源分佈變化的影響。在上個世紀,地球各項水體的分布大致穩定,兩極移動的速率約為每年10公分;但自本世紀開始,因地球水體儲存量的改變,有大量水分從陸地轉移到海洋,引發地球質量的重新分布,對地球的自轉軸運動產生影響,竟然導致自轉軸偏移了約45公分,形成不可逆的系統性轉變。
另一個值得注意的發現是,陸地土壤含水量的暴跌,竟也是本世紀初海平面加速上升的主要驅動因素之一。該論文指出,在2000年以來的陸地土壤儲水量移轉了2兆6千多億噸到海洋裡,等於使海平面抬升了約8公厘,可說是前所未見,令人憂心的是這個趨勢還在惡化中。
臺灣環境的影響深遠
土壤濕度的長期又無法回頭的下降,是一場正在世界各地以及臺灣發生的無形災難。首先會影響作物的生長與土地可利用性,農業生產力隨之下降,導致糧食的危機與社會經濟的動盪;接著是本土生態系統的惡化,比如森林的退化、生物多樣性的減少,及加劇土壤有機碳的釋放;最嚴重的是水文循環的破壞,河流和湖泊容易乾涸,進而影響地下水的補注,衝擊臺灣整體的水資源運用。
這份新的研究再一次提醒我們,氣候暖化的負面影響正在擴大對我們國家永續生存的壓力,其中水資源保護管理更是重中之重。政府除了要投注更多資源做好基礎研究,加強減碳與能源轉型的推動外,更需要制定長期又完整的水資源災害應變戰略,確保臺灣未來的用水穩定與安全。