林幸助
中興大學生命科學系特聘教授
中興大學生命科學系特聘教授，臺灣「藍碳」研究權威，學術專長為系統生態學、濕地生態學、溪流生態學、生態系模式，2024年獲頒海洋委員會海洋保育貢獻楷模獎。
01
臺灣的自然碳匯潛力
透過「自然碳匯」之負碳技術為抵減溫室氣體排放之自然解方，其生態系服務亦能帶來多樣化的共效益。在臺灣推動淨零排放的規劃中，「自然碳匯」為十二項關鍵戰略之一。「自然碳匯」包括森林（綠碳）、海洋（藍碳）、濕地（青碳）與土壤（黃碳）。海洋藍碳即為透過保育、復育和有效管理海洋生態系統，使其吸存空氣中過多的二氧化碳，以減緩氣候變遷威脅。
臺灣四面環海，具備優越地理位置、海域棲地型態多樣性高與生態交會區效應等多重因子，有豐富且多元的海洋自然資源，具有發展「海洋碳匯」之潛力。然而，由於海洋碳匯技術因成本及風險高，因此藍碳生態系主要係指紅樹林（Mangroves）、海草床（Seagrass Beds）及潮汐鹽沼（Tidal Salt Marshes）等沿海植被生態系統。 這些生態系統本來就是海洋生物多樣性熱點，在減緩氣候變遷、保護海岸線、提供生物棲息地等方面均扮演著關鍵角色。保護和管理這些藍碳生態系統，不僅確保其能夠持續儲存碳，還能夠提供其他生態系統服務。
圖1 大鵬灣五梨跤紅樹林。（圖片來源：林幸助）
02
既是藍碳，也能作為天然堤防的紅樹林
自2004年12月26日以來，南亞大海嘯使人們重新審視和認識地震、洪水和颶風等天災。聯合國環境規劃署（United Nations Environment Programme, UNEP）的《海嘯後評估報告》強調，海嘯對近岸的影響很大程度上受到沿海地區植被覆蓋的影響。這次災難性事件發生後的評估報告和實地觀測顯示，與生態系統遭到破壞或被人為開發取代的地區相比，具有完整紅樹林植被的沿海地區受到的影響較小。 因此，針對這些災害，生態系統防減災（Ecosystem-based disaster risk reduction, Eco-DRR）逐漸受到國際社會重視，尤其是以紅樹林為主的沿海植被更被視為最重要的自然防護措施。災害減緩策略可分為結構性與非結構性兩大類。結構性方法包含海堤、防波堤等硬性工法；非結構性方法包含植被緩衝帶等軟性工法，如紅樹林、潮汐鹽沼、海草床與珊瑚礁等，兩者皆可用於保護沿海地區免受海嘯與風暴潮侵襲。沿海地區若設有植被緩衝帶，能降低暴風所造成的風害。 曾有研究透過水力實驗，模擬紅樹林、沿岸林、消波塊、岩堤與建築物等不同情境，削減海嘯破壞力效能。研究結果顯示，位於紅樹林帶後方的建築物，其受海嘯破壞的程度與設置混凝土海堤的效果相當。紅樹林面臨潮汐、風暴潮等環境影響時，能增加水流阻力，這與紅樹林複雜的根系結構有關，因為其結構有助於穩定土壤，促進沉積物累積，並有效減緩水流紊動，進而降低海岸侵蝕速率，提升沿岸防護效能。此外，紅樹林還可透過以下方式減輕海嘯災害： 1. 阻擋海嘯所攜帶的漂流木與碎屑，避免其進入內陸； 2. 減緩海嘯水流的破壞力及流速； 3. 形成沙丘，有助於抵擋巨浪與海嘯； 4. 提供被海浪回捲帶往海中的人員暫時停留與抓附的支撐。 紅樹林透過與波浪之間的摩擦作用，能有效消減波浪能量，進而降低波浪高度，且因為紅樹林能在底土堆積有機碳匯，其底土堆積速度能跟上海平面上升的速度，具有減緩因氣候變遷導致海平面上升之威脅。影響紅樹林作為天然堤防的因素，包括林帶寬度與樹密度等因子（表1）。在美國佛羅里達州的研究顯示，每增加1公里紅樹林寬度，可使颶風湧浪水位降低約40至50公分。生態系統型防洪已被廣泛應用，提供比傳統工程更永續且更具成本效益的解決方案。
| 特性 | 描述 |
| 林帶寬度 | 較寬的紅樹林帶可提供更長的能量消散路徑，進一步降低波浪高度和風暴潮影響。 |
| 樹木密度 | 較高的樹木密度可增加對波浪和風暴潮的阻力，從而有效減少波浪能量和水流速度。 |
| 根系結構 | 發達的根系（如板根、支柱根）能有效消散波浪能量，穩定土壤，減少侵蝕。 |
| 物種多樣性 | 多樣的紅樹林物種組合可形成不同高度和結構的植被層，增強整體防護能力。 |
| 健康狀況 | 健康的紅樹林具有更強的生長和恢復能力，能持續提供穩定的海岸保護功能。 |
圖2 透過復育及保護紅樹林，可以為當地社區提供一個永續及更具韌性的天然防線。（圖片來源：林幸助）
然而，紅樹林自然解方之防洪方式在推廣上仍面臨挑戰，因為天然堤防通常需要更大的空間，在像紐約或東京高度都市化的沿海地區，空間有限使得傳統硬性工法往往成為唯一可行的選項。紅樹林等天然堤防與人工堤防亦可同時存在，尤其當空間條件無法種植太多紅樹林時，可以使用混合堤防以達固灘護堤之效果。在海浪高度不超過0.5公尺的情況下，紅樹林的復育成本要比水下防波堤低2到5倍。在水深較深的海岸線會有較高的防波堤建造成本，此情況使用紅樹林作為天然堤防成本效益更高。 基於上述諸多優點，紅樹林在生態系統防減災中的角色，已日益受到全球關注。透過對海岸環境的保護與穩定，紅樹林也提升了海岸線面對極端事件後的恢復力，這些紅樹林帶來的共效益可稱為「生態韌性」（ecological resilience）。近年來有相關研究提出結合生態系統與工程設施（如海堤、防浪牆、防潮閘門等）的「混合式防護措施」（Hybrid Eco-DRR），能在應對極端事件時提供更完整的防災效益。因此，紅樹林作為天然堤防，不僅有助於減少海浪與暴潮侵襲的風險，還能作為當地居民的漁業資源，提升地方的經濟。透過復育及保護紅樹林，可以為當地社區提供一個永續及更具韌性的天然防線。