土地退化 (Land degradation)

土地退化 (Land degradation)
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. 台灣有沒有土地退化的問題呢？一般民眾可以從哪些管道了解相關的訊息呢？

2. 台灣近幾年來缺水問題也年年升高，間接影響農作物的生產，你能為台灣的缺水問題想方法改善嗎？

土地退化的意義

「土地退化」是指生態系統因干擾而長期喪失生態功能和服務，在沒有幫助的情況下，生態系統無法自我恢復。它影響大片的土地表層和全球1/3的人口，窮人和貧困國家受到的影響更大。證據顯示，土地退化與生物多樣性喪失和氣候變化有關，這兩者都是直接原因。

土地退化的直接影響包括：土壤有機碳、養分減少，土壤蓄水量和調節能力下降及地下生物多樣性喪失。間接地，它會導致生產能力和野生動物棲息地減少。 例如，牧場土地退化會擾亂野生動物遷移，使草料發生變化，導致蟲害和疾病發生，增加動物對食物和水的爭奪。

圖1：家畜的過度放牧可能造成土地退化 圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/File:Cattle.jpg

土地退化威脅著永續發展, 人們在過去幾十年就已經認識到這個問題，但是，由於現有資料不完整，特別是有關土地退化的分佈、範圍和嚴重性等各方面的資料欠缺，這個問題一直沒有得到國際的積極回應。

土地退化的調查與評估

全球環境基金/聯合國環境規劃署/聯合國糧農組織乾旱地區土地退化評估專案(Land Degradation Assessment in Drylands, LADA)展開了一項新的定量全球評估，該評估對過去25年淨初級生產力 (NPP, 或生物質能產量) 發展趨勢做出分析，指出了土地退化的主要發生地區。淨初級生產力是根據衛星測量出的不同植被標準化指數 (NDVI, 或綠色指數) 計算得來的。 淨初級生產力呈負數趨勢並不一定意味著出現土地退化，因為土地退化還取決於另外幾個重要因素，特別是降雨。

圖2把淨初級生產力的近期變化趨勢和雨水利用效率（單位降雨量的淨初級生產力）結合起來。面臨土地退化危險的地區是那些在過去25年來排除乾旱造成的單純影響外，淨初級生產力和雨水利用效率呈下降趨勢的地區。

圖2： 1981—2003年以生物質能產量和雨水利用效率趨勢衡量的全球土地退化情況 (圖片來源：《全球環境展望4》p. 92)

根據這個評估報告，全球需要關注的地區主要包括：赤道以南的熱帶非洲及東南非、東南亞（特別是山坡地）、中國南方、澳大利亞中北部地方、中美洲和加勒比地區（特別是山坡地和乾旱地區）、巴西東南部和彭巴斯草原、阿拉斯加北部森林、加拿大和西伯利亞東部。

1981—2003年間全球12%的土地面積出現了淨初級生產力絕對下降，另有1%的土地出現了嚴重的消極變化。從雨水利用效率看，29%的土地利用效率絕對減少，2%出現了嚴重的消極變化。受影響地區居住著10億人口，占全球人口的15%。對肯亞進行的案例分析展示了這項研究的部分成果，圖3顯示肯亞的土地使用、生物質能和雨水利用效率狀況。

肯亞80%的地區為乾旱地區，該地區25年來生物質能和雨水利用效率變化趨勢顯示，有兩個黑色地區為土地退化高發區：圖爾卡納湖(Lake Turkana) 周圍的旱區和東部省的大片農地（見最下方地圖的兩塊紅色地區）。東部省的農地是近期把農業生產範圍擴大到貧瘠土地而產生的。

把土地退化高發區和土地植被進行比較，我們發現按面積計算，18% 的土地退化發生在農田，25%在闊葉林，17%在北部森林，這與森林退化的趨勢是一致的。 這一初步分析有待在乾旱地區土地退化評估專案國家案例研究的基礎上加以考證，這一研究同時也將確定土地退化的不同類型。

土地退化的原因與型態

土地退化的原因主要有下列幾種類型:

1.化學汙染 (Chemical contamination and pollution)

商業使用的化合物多達5萬多種，並且每年以數百種的速度遞增，預計未來20年，全球化學品產量將增加85%。然而，在化學品的生產和使用過程中並未採取足夠的安全措施，以致嚴重污染環境。越來越多的證據證明，這些化學品具有持久性，對生態系統和人類及動物健康造成不利影響。

2.土壤侵蝕 (Soil erosion)

侵蝕是指土壤被水或風帶走的自然過程，當土地管理不善將使這一自然過程加劇。土地管理不善包括：清除森林草地後種植作物（這會使地表植被覆蓋不足），不當耕作和過度放牧。而採礦、基礎建設和城市發展等活動，由於缺乏精心設計和維護的保護措施，也會導致水土流失。

3.養分缺失 (Nutrient depletion)

養分缺失是指植物所需營養的水準下降，導致土壤肥力降低，這些營養包括氮、磷、鉀和土壤裡的有機物。養分缺失往往伴隨著土壤酸化,這會增加鋁等有毒物質的溶解性。收割莊稼和清除作物殘渣會使土壤養分缺失, 除非通過糞肥或無機化肥補充養分。

4.水資源短缺 (Water scarcity)

全球只有11%的淡水以河流和地下水的形式供灌溉、城市和工業用水、飲用水和儲備水之用。灌溉農業消耗的淡水資源最多，而且早已充分利用了得不到補充的地下水，其他方面對用水的需求也越來越大。有效的水資源管理必須在雨水剛落地的那一刻起開始，這一刻也是土壤管理決定雨水是否帶走表層土，或滲透到土壤供植物利用，或補給地下水和河流的時候。

5. 鹽度 (Salinity)

當土地缺少合理的排水系統把鹽從土壤中帶走時，增加灌溉排水就增加了鹽度升高的可能性。全世界有約20%的灌溉農田(45萬km²)受到鹽化影響，每年因鹽度升高喪失生產力的土地達2 500~5 000 km²。

6. 生物循環紊亂 (Disturbances in biological cycles)

水循環、碳循環和養分循環是生命的基礎。這些循環的完整性決定了生態系統的健康狀況和適應力，以及生態系統提供產品和服務的能力。農業依賴於控制這些循環的部分環節，往往要犧牲同一循環的其他環節。

未來，要有效減少土地退化、進行土地資源管理，勢必也要全面性地從化學汙染、土壤侵蝕、養分缺失、水資源短缺、鹽度與生物循環紊亂等問題，整體性規劃與行動，才能達到預期的效果。

參考資料：
1. 英文維基百科：Land degradation （http://en.wikipedia.org/wiki/Land_degradation）
2. 中文維基百科：聯合國糧食及農業組織（簡稱糧農組織） （http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%81%94%E5%90%88%E5%9B%BD%E5%86%9C%E7%B2%AE%E7%BB%84%E7%BB%87）
3. 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）