第一節 全球環境與碳循環 第二節 全球暖化的途徑與影響 第三節 抑制全球暖化的對策 第八章 全球暖化 第一節 全球環境與碳循環 第二節 全球暖化的途徑與影響 第三節 抑制全球暖化的對策

第一節 全球環境與碳循環 一、環境系統的運作 二、碳循環 三、人類活動改變碳循環

環境系統的運作 環境系統：自然環境是由岩石圈、土壤圈、水圈、氣圈及生物圈等所構成，並與生產者、消費者、分解者所構成之生態系，合稱環境系統。 能量循環 動態平衡

人類體系與自然環境的關係 環境系統提供了無數資源，也潛藏諸多危機；給予人類生存發展的機會，也帶來諸多限制。

能量循環 初級生產：生態系中的能量循環，始於綠色植物進行光合作用，製造有機物，此過程稱之。 淨初級生產：生產過程中，扣除植物本身呼吸作用消耗的能量，剩餘部分稱之。

動態平衡 動態平衡：當生態系統的演替到達頂級狀態，其輸出、輸入的物質與能量，在不斷的運作與變化之下，仍得以保持平衡。 生態的環境變遷：人類的活動嚴重超越環境的限制與負荷。 例如：土壤侵蝕、沙漠化、環境汙染、全球暖化等現象，使物種減少，甚至滅絕。

碳循環 地表能量來源：太陽以短波輻射穿越大氣層到達地表，地表吸收後，以長波輻射返回大氣，這是空氣溫度最重要的熱力來源。 溫室氣體：水氣、二氧化碳、臭氧、一氧化二氮、甲烷。

碳循環 溫室效應：溫室氣體，具有選擇吸收的特性，對太陽短波輻射的吸收率極低，卻能吸收地表的長波輻射，使能量得以截留，讓地表能保持適當溫度（15℃），以供生物存活。 碳：對於地表溫度的穩定性與變化影響最大。 碳庫：碳以固定形式貯存於海洋、大氣、植物、土壤或岩石之中。

全球碳循環統計圖

脆弱的碳庫

人類活動改變碳循環 原本地球上碳的收支平衡的狀態被人類活動破壞，造成碳循環失衡，使地表溫度急遽上升。 根據2007年聯合國跨政府氣候變遷小組（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）報告明確指出，今日地球的暖化現象完全是由人類活動所造成。

第二節 全球暖化的途徑與影響 一、全球暖化的途徑 二、環境變遷 三、臺灣生態環境的變化

巴西發展農牧業，砍伐森林改植咖啡 溫室氣體為保護地表萬物生存之所需，但工業革命以後，工業活動的進行、運輸事業的發展、森林大量砍伐，轉為農、牧業發展 。

全球暖化發生過程示意圖 大量的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等溫室氣體，導致地表溫度上升，並使長波輻射穿越大氣，返回太空的過程受阻，造成全球暖化現象。

全球地表平均溫度的變化 以1860年為基準，地表平均溫度在短短 140 年間上升了0.8℃。上升幅度以近10年來最為顯著，1998年更創下百年來之最高氣溫。

世界溫室氣體排放流程示意圖 所有產生的溫室氣體中，以二氧化碳所占比例最高

不同溫室氣體在大氣中的停留時間 溫室氣體在大氣中必須靠長時期的大自然作用方能逐漸消失，其生命期很長，又無法回收，因此預估所產生的增溫效應將持續數個世紀之久。

環境變遷 (一)冰河後退，海平面上升。 (二)旱澇兩極化，災害頻繁。 (三)物種減少或消失。 (四)大氣環流與洋流系統變異。 (五)糧食減產。 (六)疾病肆虐。

全球暖化對各區的不同影響 貧窮的第三世界國家：資源與專業不足，嚴重缺乏應變能力，造成非洲糧荒、水資源缺乏、沙漠化與傳染病擴散等問題。 島嶼國家、兩極地帶、亞洲、中南美洲。 溫帶地區：正面效益。 1.由阿拉斯加經北極海通往大西洋的「西北航道」，可於夏季通航至少一個月。 2.糧食在短期內可能增產，減少因低溫造成的死亡率。

北極海西北航道示意圖

北極海冰的變化 根據衛星觀測，1993～2003年間，海平面平均每年上升3.1±0.7mm。北極海冰自1978年以後，每10年夏季縮減 7％，冬季縮減 3％的面積。

北極冰層融解，使北極熊無處可去 全球冰河的範圍縮小，永凍層的溫度為之上升。影響所及，寒帶動物（如北極熊）的棲地大幅縮減；群島國家（如吐瓦魯）海岸地帶被淹沒，土地流失，漁業、觀光因之衰退。

太平洋地區發生聖嬰現象、反聖嬰現象時的水溫變化

臺灣生態環境的變化 (一)熱島效應更加明顯。 (二)旱澇兩極化。 (三)生物多樣性的衝擊。 (四)物種不再南移、疾病向北擴散。 (五)海平面上升，陸地侵蝕後退。 百年來臺灣地區的氣溫變化

臺灣氣溫變化趨勢與世界平均溫度變化之比較（1900～2000）

臺北年降水量距平變化圖 （1987-2006） 降水量距平=│各年年降水量－年平均降水量│，此處有正、負之分

第三節 抑制全球暖化的對策 一、環境教育 二、環境監測 三、國際抑制方案 四、臺灣抑制方案

澳洲綠色和平組織的宣導海報 聯合國自1972年起，陸續召開人類環境教育會議，希望推動環境倫理，建立環保所需的知識、價值觀、態度、信念和技能，以便做出對環境有益的正確行為。

環境監測 美國海洋暨大氣總署（NOAA）及美國航太總署（NASA）等單位將不同來源、不同等級的地面基本資料，建立龐大的資料庫，以高解析度及模擬三度空間3D的方法，呈現地貌與各類資源分布，再透過網際網路與資訊傳輸系統，傳送各項重要訊息，使得地表資訊數位化，稱為數位地球（digital earth）。

國際抑制方案 (一)國際間的減碳協議 (二)熱帶雨林計畫 (三)碳稅徵收 (四)新能源政策

國際間的減碳協議 聯合國氣候變化綱要公約：於1994年 3 月21日正式生效，希望透過公約規範各國管制溫室氣體排放，以抑制地球暖化效應。 京都議定書：具體控制溫室氣體維持在適當標準，以防劇烈的氣候變遷對人類造成傷害。

十大溫室氣體排放國家資料 京都議定書的條約規定已開發國家在2012年以前，須將排放量減至1990年時的排放量，因此每個簽署國要減排的數量不同，有些須削減 6～8％ 的二氧化碳排放量，如美國、日本、歐洲等國。

二氧化碳的排放量鴻溝 即使京都議定書要求的各項減碳措施能夠付諸實現，計畫中的排放量與理想中的排放量仍有相當大的差距，被稱為「排放量鴻溝」。

熱帶林木進、出口國統計圖 （2004～2007） 18％以上的溫室氣體來自砍伐森林，而森林可吸收大氣中的二氧化碳，因此保林、造林與森林永續發展，成為緩和全球暖化的重要策略。

緬甸曼德勒地區大量砍伐柚木外銷 世界森林的分布，以熱帶雨林為最廣，但因林業大規模發展，伐木持續進行，熱帶國家大量銷售木材至國際市場的結果，已使熱帶雨林的覆蓋面積大幅的縮減。

伐木可能導致環境毀滅 森林為陸地上最重要的碳庫，可吸收大量的二氧化碳，製造氧氣，維持地表溫度平衡，但人類卻大量砍伐，使得自身也面臨危機。

碳稅徵收 原因：人類活動造成二氧化碳排放過量，是導致氣候變遷的重要原因，因此專家提出徵收「碳稅」的構想。 目的：達到節約能源與減碳的效果。 碳稅的徵收須有相關配套措施，才能奏效。

理想的能源產業結構 除了徵收碳稅以外，世界各國也開始發展新的能源政策：節能與提高可更新能源比例。

德國弗萊堡的太陽能工廠 節能是以環保科技的方式，達到能源減量的目的，如建立會呼吸的綠建築、零二氧化碳排放的工廠，使用發光二極體（LED）省電燈泡等。如德國的太陽能之城 ── 弗萊堡。

英國蘇格蘭地區設計二氧化碳零排放的永續建築

臺灣抑制方案 2006年，行政院環保署完成「溫室氣體減量法」。 經濟部致力推動新的能源法案： 1.發展低耗能、低汙染、高附加價值的產業。 2.提高太陽能與風能的應用，以期降低溫室氣體的排放量。