全球每年有480萬至1270萬噸的垃圾流入海洋,這些海洋垃圾究竟漂向何方?本院生物多樣性研究中心研究員鄭明修、環境變遷研究中心副研究員辛宜佳,與臺灣大學漁業科學研究所副教授柯佳吟組成的研究團隊,利用大數據運算分析25年(1993-2017)來全球七大洋區的垃圾分布,發現風阻效應與海流都會影響海洋垃圾分布,從亞熱帶逐漸轉移至熱帶和極區,尤以太平洋區最為嚴重;同時超過50%的垃圾持續在海上漂流,影響海洋生態甚鉅。

本論文為首篇在同時考量風阻與海流下,以全球尺度追溯海洋垃圾分布的研究,對於未來臺灣、亞洲乃至全球海洋垃圾的清除與治理,提供重要且有機會降低清除成本的方向。論文已於今(2020)年10月6日發表在《環境研究期刊》(Environmental Research Letters)。

鄭明修研究員表示,海洋垃圾在全球各海洋區域的累積有百倍到千倍的差異,其源頭來自沿岸與大洋的海洋垃圾,隨著不同海流與風阻效應,決定其可能的終點。

海洋垃圾堆積新熱點:熱帶與極區

進行海洋物理分析的辛宜佳副研究員說明,風阻效應是將海洋垃圾推送到岸上和沿岸的重要因素。在大洋區域被丟棄的海洋垃圾中,比重較海水小的中、高風阻海漂物如保麗龍、寶特瓶等,容易隨風漂移,主要累積在北緯10度和南緯10度的熱帶海域以及南緯60度的極區海域;比重較海水大的零至低風阻垃圾,主要累積在北緯20-30度和南緯20-50度的副熱帶海域。然而沿岸垃圾卻不易受風阻效應影響,無論風阻大小皆均勻的分布於全球海域,再次顯示海洋垃圾的全球性威脅。

研究團隊表示,依據模型模擬結果,海洋垃圾分布已從亞熱帶轉移到熱帶和高緯度地區,並且將從太平洋東岸轉而累積至太平洋西岸,臺灣與亞洲區域可能面臨巨大的海洋垃圾危害。另外,像塑膠垃圾因為比重比海水小,可被運送得非常遙遠,容易被帶往極地,南、北冰洋可能是另一個海洋垃圾堆積熱點。

比較全球七大洋區,團隊也發現,原始位於北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋和南印度洋的海洋垃圾,將漂離至北印度洋和南冰洋,當風阻愈強,情況更加明顯。除了風阻的影響,本研究指出,隨著南極繞極流(Antarctic Circumpolar Current)的帶動,大西洋和印度洋中的海洋垃圾容易被帶往其他洋區,也就是說,大洋環流亦是促使垃圾在海中漂移的因素之一。

海洋生物多樣性熱點與漁業作業區域也面臨衝擊

值得注意的是,龐大的海洋垃圾累積將讓生物多樣性熱點遭受最大衝擊。柯佳吟副教授指出,頻繁的漁業作業區域、具有較高海洋初級生產力區域都與海洋垃圾分布熱點重疊,若垃圾只增不減,整體海洋生態系與人類經濟活動都會受到影響。

長年關注海洋生態問題的鄭明修表示,相較於過去追蹤海洋垃圾從何而來,本研究以全球尺度同時考慮不同來源的海洋垃圾積累,盼提供未來定量估算垃圾及清除契機。他也感嘆,海納百川,水源孕育地球上豐沛的生命,但卻概括承受來自陸上或海上的污染源,呼籲民眾「從源頭減量」,透過淨灘及日常的減塑行動,才是解決海洋垃圾的根本之道。

本研究由本院及科技部經費支持,論文共同第一作者為本院環變中心辛宜佳與臺大漁業科學研究所柯佳吟,通訊作者為本院生多中心鄭明修。

論文全文〈Global distribution and cleanup opportunities for macro ocean litter: a quarter century of accumulation dynamics under windage effects〉。
網址:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/abae29

(環境變遷研究中心)