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土地利用與地表變遷

土地利用與地表變遷. Land-use and land-cover Change. 地球氣候冷暖循環 ( 間冰期 vs 冰期 ) ( 生地化循環 ). 海洋： 海洋生物幫浦作用 (Biological Pumping) 的強弱調控大氣的 CO2 ，將其轉變為顆粒性的碳物質 ( 有機碳及鈣質生物殼體 CaCO3) ，由海洋向深海輸送，間冰期風速弱、混合層淺， BP 較弱；冰期落塵多、混合層 BP 轉強。. 間冰期. 冰期. 地球氣候冷暖循環 ( 間冰期 vs 冰期 ) ( 生地化循環 )

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土地利用與地表變遷

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Presentation Transcript

  1. 土地利用與地表變遷 Land-use and land-cover Change

  2. 地球氣候冷暖循環(間冰期vs冰期) (生地化循環) 海洋：海洋生物幫浦作用(Biological Pumping)的強弱調控大氣的CO2，將其轉變為顆粒性的碳物質(有機碳及鈣質生物殼體CaCO3)，由海洋向深海輸送，間冰期風速弱、混合層淺，BP較弱；冰期落塵多、混合層BP轉強。 間冰期 冰期

  3. 地球氣候冷暖循環(間冰期vs冰期) (生地化循環) 陸地：CO2濃度增加，有利於木本植物(森林)的增殖；草原及疏林碳、氮循環及堆積都不如森林，且極易燃燒。濃度不斷上昇的CO2應有利於森林向草原的擴張，而熱帶地區的砍伐及焚林，則有助草原的擴大。一般咸信，冰期中，草原較大，冰融以後，森林迅速擴張。 這個此消彼長的趨勢一直維持到近年，才因人類活動而逆轉。

  4. 地表覆蓋的定義 所謂「地表覆蓋」，是指「地表及淺層地下的生物物理狀態而地表覆蓋的變遷包括：生物多樣性、基礎生產力、土壤品質、逕流、沈積速率的變化。 地表覆蓋的變遷維繫生物圈及地圈的各種物質與能量的源與匯（sources and sinks）的變化。

  5. Worldwide extent of human land-use and land-cover change. J A Foley et al. Science 2005;309:570-574

  6. Worldwide extent of human land-use and land-cover change. J A Foley et al. Science 2005;309:570-574

  7. Worldwide extent of human land-use and land-cover change. J A Foley et al. Science 2005;309:570-574

  8. 土地覆蓋的自然循環 CO2濃度增加，有利於木本植物(森林)的增殖；草原及疏林碳、氮循環及堆積都不如森林，且極易燃燒。濃度不斷上昇的CO2應有利於森林向草原的擴張，而熱帶地區的砍伐及焚林，則有助草原的擴大。一般咸信，冰期中，草原較大，冰融以後，森林迅速擴張，這個此消彼長的趨勢一直維持到近年，才因人類活動而逆轉。

  9. Deforest (森林銳減)

  10. 工業革命迄十九世紀末，地表變遷區域集中在北半球中緯度地帶，溫帶森林遭大規模之砍伐，但二十世紀以來，造林的結果，使北美及歐洲許多地方又恢復舊觀，而二十世紀後半葉，熱帶地區的地表景觀大幅改變，耕地、牧草地擴張，森林消失，變化速率驚人。工業革命迄十九世紀末，地表變遷區域集中在北半球中緯度地帶，溫帶森林遭大規模之砍伐，但二十世紀以來，造林的結果，使北美及歐洲許多地方又恢復舊觀，而二十世紀後半葉，熱帶地區的地表景觀大幅改變，耕地、牧草地擴張，森林消失，變化速率驚人。 變化率(%0) -0.038 0.979 0.054 -0.423 0.022 -3.230 -2.487 -1.512 -4.821 -1.944

  11. 地表覆蓋變遷的原因 人類的土地利用型式是目前改變地表覆蓋最主要的因素，其基本驅動因素為: -遠因: 社會經濟需求 -近因: 砍伐、焚燒、耕種、施肥、灌溉、 挖掘等等人為操作 改變地表覆蓋及土地利用型態的基本驅動力來自人類社會的發展而對自然資源需求，根據社會經濟的狀態（包括其市場機制、決策程序、關發工具等），配合週遭之環境與資源，而對原本之地表覆蓋物進行人為的操作，如砍伐、焚燒、耕種、施肥、灌溉、挖掘等等。這些人為操作，常被歸類為土地利用變遷的近因，以有別於社經需求的遠因。

  12. 土地利用／地表變遷的動力機制 ?

  13. 土地利用對地表造成的變化 • 由西元1800迄1980中期，近二百年間，農耕地增加392％～466％，相當於一個阿根廷或是整個南美洲，代價是大片森林、草地與溼地的消失。 • 自有農業活動以來，估計全球的林地面積縮減了20％。目前，西方國家的林地面積逐漸增加，耕作面積減少；而熱帶地區則因砍伐、耕作及畜牧等而森林銳減（deforestation）；這一增一減之間，全球森林以每年十至二十萬平方公里的面積銳減。 • 草地面積在過去三百年來只減少了10％，這是因為雖然不少草地開發成農地，但同時又有許多森林遭砍伐後變成草地。 • 濕地面積的減少頗難估計，大概有數百萬平方公里。 • 都市化及市鎮發展等大約佔據了約四百萬平方公里的面積。

  14. 巴西的Rondonia 2001 1975

  15. 海地 邊界 多明尼加

  16. 地表覆蓋變遷的衝擊 1.物種滅絕 地表覆蓋變遷的重要影響之一是生物種的絕滅。著名生物學家Wilson (1992)估計因熱帶森林銳減而導致每年有二萬七千生物種滅絕。生物多樣性的銳減不只是生物種的銳減而已，它更代表了不同階層（地景、生態系、物種、基因）的消亡，以及相關的各種結構、功能及過程的崩解。

  17. 小麥 馬鈴薯 稻米 玉米 羊肉、小羊肉 蕃薯 牛肉、小牛肉 魚貝類 大麥 樹薯 黃豆 甘蔗 葡萄 高梁 蕃茄 甜菜 山芋、山藥 棉花 香蕉 柳橙 西瓜 椰子 花生 蘋果 家禽 豬肉 燕麥 小米 黑麥 山羊 估計約有75,000種可食用作物, 但人類選擇性大量生產24種作物,此24種作物1980年總產量 達25億噸 大規模飼養牲畜造成作物的浪費及CH4, NOx的排放

  18. 紅豆 燕麥 柳橙 桃子 稻米 黃豆 甘蔗 茶 燕麥 橄欖 黑麥 甜菜 小麥 頻果 杏仁 大麥 胡羅蔔 棉花 葡萄 小麥 藍莓 胡桃 向日葵 香蕉 椰子 稻米 甘蔗 山藥 碗豆 樹薯可可棉花玉米 木瓜 花生 馬鈴薯 蕃薯 無 大麥 香蕉 咖啡 棕梠油 小麥 棉花 檸檬 芒果 柳橙 稻米 甘蔗 芋頭 人類安排了農作物的分布

  19. 這不是竦動的數字 • 物種絕滅 • 每天約有137生物品種在地球上絕跡; • 每年約有50,000種 • 西元1500年代分布於巴西雨林的土著人口約 • 600-900萬, 到了1992僅剩不到20萬人 • 祕魯每公頃亞馬遜熱帶雨林之經濟利益 • 持續利用雨林出產之水果,乳膠及木材,每年有$6,820產值 • 直接砍伐(非可持續性的砍伐方式)僅有$1,000價值 • 變成放牧地僅$147價值

  20. 2.改變氣候

  21. 熱帶雨林吸收40%的CO2

  22. The water cycle in the Amazonian rain forest. Of the rain that falls, 75% of it returns to the atmosphere to be available again for precipitation, and 25% runs off in river flow.

  23. 增 減 氣溫 雨量 南美洲地區伐林有控制與否為變數,估計12個月各項環境參數之變化(Shukla等, 1990） 深土溫度 蒸發量

  24. 3.土壤鹽化與流失 • 人類農業活動的增加，增加土壤的侵蝕與搬運，灌溉溝渠的建設，改變地表水文系統，造成土壤鹽化與流失。

  25. 前蘇聯共和國自中亞兩條流入鹹海的主要河流阿姆河及錫爾河，引水灌溉棉花田………結果……前蘇聯共和國自中亞兩條流入鹹海的主要河流阿姆河及錫爾河，引水灌溉棉花田………結果……

  26. Dissertation (沙漠化) haboob

  27. 都是巴西人惹的禍嗎 ? 巴西亞馬遜區的大規模移民與開發，造成了史無前例的森林消退，一時成為世界環保人士眾矢之的。然而，都是巴西的錯嗎？探討這個問題，應該追究背後更深一層的全球社會經濟的驅動因素。

  28. 都是巴西人惹的禍嗎 ? 1.石油漲價把西方工業國家大量的財富轉移到石油輸出國，這些國家又把「石油錢」存入北美、歐洲的大銀行。 2.這些大銀行把錢借貸給包括巴西在內的許多發展中國家，以支應這些國家七Ｏ年代以來經濟建設、工業發展、現代化所急需的資本。 3.七Ｏ、八Ｏ年代，利率飛漲、借貸國家外債沈重，陷入以債養債，高通貨膨脹，惡性循環之中。 4.全世界有足夠的農產品，但是農業生產國，仍在貧窮之中掙扎，繼續剝削大自然求存。 5.經營轉成大規模的商業化、機械化農場，農村的剩餘勞力轉入城鎮，部份走向蠻荒，投身到森林開發的新前線。

  29. 保護森林是擁有森林的國家責任嗎? 全球為背景的政經驅動力，造成了開發中國家大面積的土地利用與地表變遷，又造成了地球體系的環境變遷。將來無論是全球暖化，或是為了避免全球暖化而進行的環保措施（如抑制CO2排放，保護森林、生物多樣 性公約）及經貿制裁 ，必將回過頭來，再 度影響到各國家的土 地利用的方式。

  30. (中國時報2009/12/09)

  31. 印尼 馬來西亞 泰國 油棕種植面積(百萬畝) 種植油棕樹製造生質能源，目的在減少碳排，反而導致雨林大面積消失，反而加劇暖化。 2000~2005森林面積變化(FAO, 2009)

  32. 1890~1990年代各項指標變化情況(McNeill, 2000)

  33. 兩個世界的摩天輪 大陸內地 香港

  34. (中國時報2009/12/09)

  35. 結 語 土地覆蓋的改變是影響地球增溫的重要因素，以少砍樹、多種樹來增加碳吸存似乎是全世界共同的口號。但仔細精算，一棵數樹一年平均可固定碳12公斤，人類每年要排放132億噸的碳，若原本地球生態的碳固定量約35億噸不變，則剩下的97億噸要種2185億棵樹才行，這等於需要將地球森林面積增加25倍，地球上每人要種33.6棵樹，若要靠種樹將碳減少到工業革命前的水準，可能嗎？如何減少碳排放才是更切實際的作法，例如減少人口壓力、改變生活、綠能開發等，這又將面臨人口老化、 GDP降低等複雜的社會問題。

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