研究發展

地理系2015研究成果亮點分享

地理環境資源學系在自然地理方面,於2015年發表兩個研究成果亮點在Nature 期刊家族中:

  一是生態領域:因全球變遷性乾旱所造成的大面積森林死亡,已經在過去20年在世界各大洲陸續的發生。此自然浩劫的起源,主要是在這一段時期,全球發生數次過去一世紀最嚴重的旱災,再加上全球穩定且持續的增溫,增加森林的脆弱性,使許多森林從原本長期認知的吸收二氧化碳的碳匯變成以排放為主的碳源,有可能使未來的暖化加速。台灣國土所佔面積最大的即是森林,然而此氣候區所帶來相對豐沛的雨量,使此區域成為世界上少有的森林庇護所,但根據長期的地面觀測,發覺對於此區域森林健康影響甚鉅的春雨,在過去10年皆低於長期平均,因此區域氣候的異常將可能對於台灣自然環境造成極大的衝擊。黃倬英副教授與來自於美國多個研究單位(卡內基研究院、普林斯頓大學、美國地質調查局、加州大學聖塔芭芭拉分校、猶他大學)的合作,利用簡單的模式配合光學遙測資料的佐證,瞭解到森林大面積樹木死亡的機制,此成果發表於Nature Geoscience,並被The New York Times、The Week等國際重要媒體報導。全文可參見:Anderegg W, Flint A, Huang C, Flint L, Berry J, Davis F, Sperry J, Field C (2015) Tree mortality predicted from drought-induced vascular damage. Nature Geoscience 8:367–371. (圖1)。

  二是水文領域:台灣位於板塊邊界與颱風廊道的獨特地理區位,長年受板塊運動的擠壓與颱風的侵襲,這些營力往往造成強烈與頻繁的地表作用,也造就了坡陡流急的地形特性。在這樣的環境條件下,我們與其他的研究皆顯示:台灣雖然佔有的土地面積很小,但在輸砂量、化學風化量、無機氮(NO3與NH4)的單位面積輸出量上,卻是全球平均的10到20倍,甚至50倍之高。而這三項作用因與二氧化碳有關,在近年來格外受到學界的重視。黃誌川副教授與廈門大學、台灣師範大學學者合作的最新研究顯示:一場歷時96小時的颱風在台灣所輸出的現生有機碳,大約與密西西比河的一季輸出相當。在台灣,現生有機碳的輸出與颱風的頻率與規模息息相關。單位面積輸出量約為全球平均的10-100倍。這種高濃度的快速濁流可能會在海底形成異重流(密度比海水高)而直接被帶往深海埋藏。因此,山地小河川的快速森林生長與快速輸送是全球碳循環計算上不可忽視的一環。此成果發表於Nature 期刊家族Scientific Reports。全文可參見: Bao, HY, Lee, TY, Huang, JC, Feng, XJ, Dai, MH, Kao, SJ: Importance of Oceanian small mountainous rivers (SMRs) in global land-to-ocean output of lignin and modern biospheric carbon, Scientific Reports, Scientific Reports 5, 16217 (2015), doi:10.1038/srep16217.

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圖1 森林死亡模式估測與驗證資料在空間上的關係

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圖2 台灣與世界其他大河在沈積物輸出與現有有機碳輸出的比較

此內容刊登在理學院電子報第26期

http://www.science.ntu.edu.tw/fiveyears/newsletter26/geohighlights.php?NumId=102