沙漠化 (Desertification)

沙漠化 (Desertification)
花蓮縣立宜昌國中理化科林建義教師/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 同樣是北回歸線通過的地區，緯度相同溫度條件應該差不多，為什麼台灣不是沙漠地形，而是得天獨厚的四季如春呢？

2. 台灣每年秋冬之際，常受到大陸沙塵暴的影響，此時應該有那些作為來防範可能的危害呢？

引言

大愛電視台有一則公益廣告，描述北迴歸線飛越地球一圈的過程，途經北美的墨西哥沙漠、北非的撒哈拉沙漠、阿拉伯半島的阿拉伯沙漠、印度巴基斯坦的塔爾沙漠，最後飛越寶島台灣，出現完全不一樣的美景，提醒國人要「知福、惜福、再造福」。實際上，北緯23.5度北回歸線經過地球上16個國家和地區，多屬沙漠和草原地帶，一般稱為“回歸沙漠帶”，唯有經過中國南部與臺灣時卻是另一番景象。這一帶林木繁茂，鬱鬱蔥蔥，雨量充沛，物産豐富，人們稱之爲“神奇的回歸綠帶”。沙漠形成的原因很複雜，「沙漠化」的問題是當前環境領域的重大挑戰。

沙漠化的範圍和影響

「沙漠化」指原由植物覆蓋的土地變成不毛之地的自然災害現象。此處所指的「沙漠」多數強調土地不適合植物生長或發展農業，而非因為地域氣候本身乾燥所造成的沙漠。不過，沒有植物生長的土地由於不能蒸散分配水分，結果也可能反而導致乾燥氣候。

根據《聯合國防治荒漠化公約》 (UN Convention to Combat Desertification， UNCCD) ， 「沙漠化」是指乾旱(arid)、半乾旱(semi-arid)和半濕潤(dry subhumid)地區的土地在氣候變化、人為活動等各種因素作用下發生土地退化（land degradation）的現象 。 沙漠化在貧困國家最為明顯，這些國家錯綜複雜的社會經濟和生物物理過程，給土地資源和人類福祉造成了不良的影響。

旱地(drylands)占地球陸地表面的40% (圖1)，並供養著全球20億人口，其中有90%生活在發展中國家。但是，沙漠化不僅是發展中國家的問題，歐洲地中海地區的1/3土地和美國85%的牧場，一樣都面臨沙漠化的威脅。

圖1: 旱區（dryland）（依照年降水量與可能蒸發量之比的長期平均值來定義） (圖片來源：《全球環境展望4》p. 107)

沙漠化威脅著乾旱地區農村人口的生計，尤其是那些以牲畜、莊稼和薪柴為生的貧困人口。在不新添大量肥料的情況下，把牧場轉變為農田，會持續顯著削弱土地生產力，減少生物多樣性，同時還伴隨著水土流失、養分枯竭、鹽度增加和缺水問題。2000年，旱地人均可利用淡水量為1 300 m³/a(遠遠低於人類正常生活所需的最低估計水準2 000 m³/a)，而這一數位還可能進一步縮小。

《聯合國防治荒漠化公約》、《生物多樣性公約》和《聯合國氣候變化框架公約》都指出了這個問題的嚴重性。20世紀60~80年代發生的一連串乾旱，使關於沙漠化的爭論更加激烈。

沙漠化指標

一般而言，導致沙漠化的直接原因是農田牧場擴張、森林開採加劇。沙漠化是連接成片的土地退化，超越了基本生態系統自我修復的界限，需要更多的外部資源幫助恢復。生態系統過去能夠抵抗干擾，而如今這些干擾因素使生態系統變得脆弱，超過臨界點，從而使其失去了恢復能力，導致它很難自我恢復。

從長期來看，生態系統受緩慢變化的生物物理因素和社會經濟因素支配。與快速變因(如作物產量或草場產量)指標相比，緩慢變因(如森林植被覆蓋率和土壤有機物的變化) 的可測量指標能更準確地說明生態系統的狀態和特點，因為快速變因對短期事件非常敏感。目前還沒有用測量緩慢變化的方法對國家或全球沙漠化做過系統評估。我們需要用系統和跨學科方法提供更明確的經驗證據，這將有利於制定有效的重點干預政策。

植被減少、土壤貯水能力下降及沙塵的產生都將導致沙漠化，進而影響到區域氣候，這一觀點目前尚無定論。沙塵的遠距離輸送對環境的影響其實有利有弊。一方面，它作為鐵的來源，有可能還含有磷，是一種全球性化肥，為西非的農田森林、亞馬遜流域東北部和夏威夷的森林以及大洋提供了養分；另一方面，沙塵可能使毒性藻類造成優養化，不利於珊瑚礁生長並引起呼吸系統疾病。

防治沙漠化

1994年簽署的《聯合國防治荒漠化公約》引領了全球治理沙漠化行動，目前已有191個國家簽署了該公約。沙漠化治理已經發展成一個追求良政、聯合非政府組織、改良政策、將傳統知識與科學技術融合的過程。

沙漠化治理行動現在從意識提高和計畫制定，擴大到落實土地復墾專案，並提供財政資源。中國很早就開始對退化嚴重的黃土高原實施了國家層面的復墾努力，雖然黃土高原地區同期降雨量有所減少，但是，全球土地退化和改善評估(Global Assessment of Land Degradation)展示了這一行動開展20年來，生物質能不斷增加的趨勢。（圖2）

圖2：中國的沙地擴張和沙漠治理。左圖：2000年；右圖：2004年種植的樹木為新疆白楊。 (圖片來源：《全球環境展望4》p. 108)

沙漠化治理行動主要集中在解決乾旱、糧食短缺、牲畜死亡和反映氣候循環的固有變化等方面的問題。經驗表明，政策行動必須把多種因素結合起來，著眼於長期問題。

1. 政府的直接行動

• 有效的預警、評估和監測：把遙測技術和重點指標實地調查相結合，長期在不同範圍對指標進行持續追蹤與測量。
• 把環境問題納入各級決策主流：制訂政策時要把對所有的生態系統服務評估考慮在內，以增加系統的恢復能力和調節能力，特別是在系統尚未越過生物物理或社會經濟臨界值前，先進行必要的干預（預防勝過治理，而且成本較低）。

2. 公共和私有部門的參與

• 科學與交流：把科學技術和當地的知識結合起來，更積極落實於監測、評估和自主學習，特別是用於那些阻礙行動的不確定因素上。對所有利害相關的團體宣導這些知識，包括對青年、婦女和非政府組織。
• 加強生態系統管理的制度建設：對能夠在不同範圍(從地方集水區到大河流域)運行的制度給予支援，這些制度能夠使生態系統發揮作用，鼓勵制度學習、能力建設和所有利益方的參與。努力發揮各公約的協同效應，包括：《聯合國防治荒漠化公約》《聯合國生物多樣性公約》 《拉姆薩爾公約》 (Ramsar Convention) 、 《瀕危野生動植物物種國際貿易公約》(Convention on International Trade in Endangered Species) 、 《保護遷徙物種公約》 (Convention on migratory Species)和《聯合國氣候變化框架公約》。找出機制的重疊部分，加強專業能力提升，使用需求導向的研究方法。

3. 因地制宜、開發市場

• 推動多樣化的謀生手段：降低直接依賴農作物和牲畜的各種經濟措施，鼓勵發展太陽能、旅遊業等，以善用旱區充沛的陽光和空間。

圖3：印度抗沙漠化的種植場 圖片來源：http://zh.wikipedia.org/wiki/File:GreeningdesertTharIndia.jpg

圖4：北撒哈拉沙漠的攔風砂圍 圖片來源：http://zh.wikipedia.org/wiki/File:North_Sahara._Anti-sand_shields.jpg

我們迫切需要對沙漠化過程，以及在不同規模、不同情況下的干預影響，進行大量系統的研究。成功方案不僅要能夠解決環境問題，而且要考慮到環境與涉及百姓的經濟社會問題的關係。

展望2050年，我們看到與土地相關的兩大挑戰：不可避免的主流趨勢和無法預知的危險警告，而這些趨勢和警告會給人類社會造成嚴重影響，因而必須採取預先防範措施。

參考資料：
1. 中文維基百科：沙漠化 （http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B2%99%E6%BC%A0%E5%8C%96）
2. United Nations Environment Programme 2007: Global Environment Outlook – environment for development (GEO-4). （中文版：聯合國環境規劃署2007：《全球環境展望4 ——旨在發展的環境》），第三章。（http://www.unep.org/geo/GEO4/report/GEO-4_Report_Full_CH.pdf）
3. UNEP (2006). Global Deserts Outlook. United Nations Environment Programme, Nairobi.