文 / 圖─ 樊同雲、葉宗旻、藍國維─國立海洋生物博物館、國立東華大學海洋生物研究所
海洋史上最熱的一年
根據世界氣象組織統計，2020年是海洋史上最熱的一年，全臺灣各地，包括北部、東部、西部、南部、東沙島和南沙太平島海域的珊瑚群聚和珊瑚礁區，前所未有地首次全部同時都發生海洋熱浪使水溫過高，造成珊瑚大白化和大量死亡的事件(圖1)。其損失是歷年來最嚴重的，引起全體國人警覺珊瑚與海洋生態所面臨的急迫威脅與劇烈改變。
另一方面，根據聯合國環境保護署2017年發表的《珊瑚白化的未來：全球珊瑚礁白化狀況的降尺度預測以及對氣候政策和管理反應的影響》報告中預測，臺灣的珊瑚可能從2037年會每年嚴重白化。臺灣將會成為全球珊瑚白化的熱點之一，將可能成為東亞地區最早發生白化、並且損失比例最高的區域。這些警訊在經歷全臺珊瑚大白化事件後，更加值得我們關切和重視，規劃因應對策，並執行適切的行動。
恆春珊瑚白化事件始末
國際上已有大量的研究顯示，海洋異常暖化與熱浪衝擊是造成全球造礁珊瑚快速大量減少的最急迫威脅，首次珊瑚大白化發生在1980年代初期，而全球性珊瑚大白化與死亡事件已有至少四次，分別發生在1998、2010、2014-2017和2020年等；而預測珊瑚大白化發生的時間和地區，可由美國海洋與大氣總署珊瑚礁觀測(Coral Reef Watch)所建立的衛星遙測海表面水溫，計算週熱化度數(Degree Heating Week，DHW)，其為最近12週內所累積的珊瑚白化熱緊迫(stress)，當此度數達到4，通常會發生嚴重的珊瑚白化，達到8則可能會發生嚴重且廣泛的珊瑚白化，並且預計會導致嚴重的死亡(圖2)。
由圖2可知臺灣南部自1985至2020年每年的最大週熱化度數圖，可看出1987和1988年的度數在4上下，與南灣第三核能發電廠(核三廠)出水口海域第一和第二次珊瑚大白化的發生時間一致，此事件引發國人開始關心海洋環境保護和珊瑚保育；其後警報度數則分別在1998、2007、2010、2014、2016、2017升高至7.4～10.9的°C / 週範圍，以及2020年更衝高到達16.6°C / 週，而這7年在墾丁國家公園許多海域也都發生程度不同的珊瑚大白化事件，並以2020年最嚴重，也顯示海洋熱浪造成珊瑚大白化和死亡事件，正在愈益頻繁發生和加速惡化中。
2020年墾丁國家公園海域珊瑚礁在珊瑚大白化事件之前、事件發生期間、與事件結束之後，在淺礁地點(水深3公尺)，包括恆春半島西側的合界、以及南灣內的後壁湖、核三廠出水口，以及1個深礁地點(7公尺，核三廠進水口外)的珊瑚礁底棲群聚結構和水溫變化的結果，呈現最新和非常重要的珊瑚研究、保育與復育的訊息。
事件之前(4月)，所有地點的珊瑚覆蓋率(包括石珊瑚、軟珊瑚、柳珊瑚和水螅珊瑚的總和)，皆大於或相似於海藻覆蓋率(包括大型藻和毛叢藻的總和)，因此兩者的比例大於或接近1，維持以珊瑚為優勢的健康狀態或穩定發展(圖3)；事件發生期間(9月)，深礁點的珊瑚白化率低於1成，而淺礁點的珊瑚白化率為6至9成，以軸孔珊瑚(圖4)、萼柱珊瑚(圖5)和列孔珊瑚(圖6)的白化率最高，顯示這些珊瑚對水溫異常暖化最敏感；事件結束之後，只有深礁點的珊瑚數量對藻類數量的比例仍大於1，維持以珊瑚為優勢的健康狀態，而淺礁點的珊瑚數量對藻類數量的比例都顯著減少為小於1，呈現明顯衰退和相變(phase shift)為以藻類為優勢。
不過，同樣位於南灣，地處核三廠進水口和出水口之間的後壁湖，白化事件後珊瑚死亡率卻最高，有6成之多，珊瑚數量對藻類數量的比例也是最低，僅約0.2，嚴重衰退和劇烈相變為以藻類為優勢。由於其位於後壁湖港外西側，水質常較混濁，可能是由於後壁湖港內水質不佳，時常隨潮汐外流而影響附近珊瑚礁，建議應效法花蓮和平工業區專用港和雲林麥寮工業區專用港的轉型，改善作業管理和人為污染，進行環境生態監測和經由認證而升級為生態港，不但能讓珊瑚在港內生存，再創經濟發展與生態保育共存共榮的具體案例，也促進鄰近海域珊瑚的恢復。此亦符合國際推動全力優先保護天然庇護所礁區不受人為污染和破壞，以強化其抵抗氣候變遷的衝擊，並在受創之後能夠加速復原，是珊瑚礁長期有效經營管理的最重要工作之一。
新時代的保育方式
另一方面，由於氣候變遷衝擊愈益頻繁和嚴重，傳統的保育和復育作爲已不足以改善珊瑚快速減少的危機，也促使國際轉向，開始積極研究人為協助珊瑚調適快速變化的環境、主動復育珊瑚和在水族館保存耐熱珊瑚等。例如澳洲即在2015-2016年連續珊瑚大白化和大量死亡事件後，開始建立珊瑚培育苗圃，和發展大堡礁珊瑚復育最佳實務等；而歐美一些歷史悠久並具前瞻思維的水族館，如摩納哥海洋博物館也開始推動與更多水族館合作發展「珊瑚方舟」。
臺灣南部在珊瑚的研究、保育和復育方面具有幾項優勢，首先是核三廠出水口淺海是臺灣附近海域海洋暖化的最前線前哨站，因自然和人為作用而使其水溫在過去30餘年持續最高，歷經9次水溫異常暖化和珊瑚白化事件而生態依然蓬勃發展，並在結合天擇與人擇作用下，已孕育出熱韌性的珊瑚礁和珊瑚群聚，成為極端環境條件下，卻擁有盎然生機的珊瑚礁生態系，因此具有作為自然實驗室的獨特優勢與特性，非常值得投入更多跨領域的研究、調查、監測，而完整和詳細地瞭解此特殊環境下的各種珊瑚礁生物，在不斷快速增加的環境壓力下，如何調適與適應的作用與機制，並加以應用於珊瑚的保育和復育。
核三廠出水口淺海的許多種珊瑚，也適合作為耐熱珊瑚的種原，而建立復育用珊瑚的培育苗圃，進而發展臺灣珊瑚復育的最佳實務。例如此海域是許多海洋活動，如浮潛、水肺潛水、自由潛水和獨木舟等的熱門地點，吸引大量遊客前來旅遊、休閒與運動，因此可結合海域活動愛好者培育成公民科學家。除了淨灘和淨海而清除垃圾、漁網和塑膠等人造廢棄物之外，也可選擇適當的較大型珊瑚群體，如團塊形微孔珊瑚、表覆形表孔珊瑚、桌形軸孔珊瑚等，清理其已死亡表面堆積的泥沙沈積物，和不利珊瑚生存發展的大型藻和毛叢藻等，然後進一步將已經歷熱緊迫而倖存的活體珊瑚，將其分株和分散移植固定在同株群體但已死亡的部份(圖7)。由於珊瑚體型小，生長較快，鄰近的小群體會逐漸接近並癒合成大群體，加速珊瑚復原，進而促進已衰退為海藻為優勢的礁區，重新恢復成珊瑚為優勢的健康群聚。同時經由國內外不同地區的各個團隊共同合作與交流，持續改良器材與精進技術，以最小化的成本和最大化的效率，提高珊瑚復育工作在更大空間規模的效益。
此外，評選、培育和保存熱韌性珊瑚也是珊瑚礁研究、保育和復育的關鍵任務之一。核三廠出水口海域的鋭枝鹿角珊瑚(Pocillopora acuta，以前分類為細枝鹿角珊瑚Pocillopora damicornis)正在此海域快速成長發展(圖8)，並且分布範圍向淺海擴張；而在2020年珊瑚大白化事件中，其半數群體並未白化而仍然健康，並且正常生殖與釋放幼生，也有很多新生的補充量和幼體珊瑚，顯示具有高度的熱韌性。牠們在國立海洋生物博物館(海生館)流水式天然海水系統和再循環人工海水養殖系統中，都能正常釋放幼生，餵食餌料下已能夠維持至少5個月生殖，並且正在延長中。我們正在發展培育鋭枝鹿角珊瑚在完全人工環境下，完成完整生活史的工廠化養殖系統原型，推動其作為研究珊瑚熱韌性的實驗模式物種，和標準化大量生產子代的種珊瑚(broodstock)，以促進臺灣珊瑚種原成為國內和國際優良的生物醫學研究材料和生態復育韌性物種。
創造珊瑚的永續家園
雖然臺灣是全球珊瑚礁中珊瑚白化的熱點，但社會經濟和科學技術發達，適合發展將珊瑚礁復育作為改善此珍貴又脆弱生態系統服務的策略。回顧臺灣珊瑚保護和保育的歷史發展，由1984年第一個國家公園——墾丁國家公園成立、2007年東沙環礁國家公園成立、2014年澎湖南方四島國家公園成立，使得擁有發育良好珊瑚礁的這三個海域的海洋保護區網絡具體形成；加上2000年海生館開館，建立國際著名的大型活珊瑚展示和陸上珊瑚農場；進而至中央級部會「海洋委員會」與「海洋保育署」於2018年成立，開啟海洋保育元年，努力邁向「潔淨海水」、「健康棲地」、「永續資源」的目標。期許經由結合珊瑚原地和異地的保育與復育，也支持聯合國生態系復育十年(2021-2030)和海洋科學促進永續發展(2021-2030)計畫，並強化珊瑚調適與適應人類世劇烈和巨大改變的環境，使珊瑚礁與人類繼續共存共榮。■
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