Part Two [抗暖化行動關鍵]
抗暖化行動的六大核心關鍵
「全球暖化」不是個簡單概念，身為暖化時代的人類，必須具備與暖化相關的關鍵知識、建立對於抗暖化的積極態度，也同時要具備對抗暖化的技能與行動力。
在資訊爆炸的時代，千變萬化的新聞、不同觀點的論述、推陳出新的技術、眾人矚目的活動..隨時提醒我們暖化的重要性。然而，大量的資訊也造成我們腦袋的混亂，不知抗暖化該從何著手？
哪些議題是我們必須要瞭解的呢？就是以下這六大議題：
光合作用、能源供需、綠色經濟、調適作為、超越減碳、馬上行動！
這些議題看似關係不密切且各自獨立，但事實上，卻是全球暖化概念架構中最重要的支柱。
2-1 光合作用
先懂光合作用，抗暖化才奏效！
為什麼燒煤炭的排碳量比燒木柴來得高？老森林中的樹木一直種在那裡就會減碳？「光合作用」與「全球暖化」有什麼關係？許多人可能會提出這樣的問題！事實上，如果不瞭解「光合作用」，我們是不可能瞭解全球暖化與「節能減碳」的。在抗暖化行動的六大核心關鍵中，「光合作用」看似一個單純的、在小學時代就學過的概念，但卻是地球生命起源與發展，以及扭轉人類社會現在可能面臨毀滅的關鍵！
在前面的章節中，我們提到了暖化的成因與衝擊，瞭解全球暖化主要與人為溫室氣體排放過多，導致地球均溫上升有關，這種說法尤其關注在工業革命後，人類大量使用化石燃料的經濟型態。目前人類使用的化石燃料，主要包括石油、煤炭與瓦斯等，這些化石燃料蘊藏在地球幾億年，吸收日月精華後，被開採使用，然後釋放出吸收自大地的元素，提供人類所需的能量。這種看似單向的過程，卻因為一項關鍵的能量與質量轉換程序，使地球運轉不息至今，我們稱此程序為「光合作用」。
誠如大家所知，「光合作用」是植物成長的關鍵原因，但其實在地球發展的初期，正因為光合作用的存在與運作，以及萬物的推進演化過程，才有了今日人類的文明。過去，我們以為地球資源是「取之不盡、用之不竭」，但是在大自然開始反撲的暖化時代，這種想法已經被完全打破，取而代之的是對於人類過度開發資源的覺悟，並在瞭解萬物運作的法則下，彌補過去因人類自私行為而衍生出一連串氣候問題的決心。在這裡，希望透過介紹地球生命的運作法則，包括光合作用與碳循環等概念，引導大家走入抗暖化的正確方向。
太陽，地球生命的源頭
在1920 年代，科學家提出類似「原始湯」的理論，認為來自太陽的紫外線和宇宙射線，照射地球上的「原始大氣」，因而形成胺基酸和醣類等化合物，再逐漸堆積在早期的海洋中，使當時的海水成為充滿有機物的液體（像加熱的高湯），生命就是在這種熱的有機湯中形成。
太陽所產生的光和熱，帶給地球多采多姿的生態的原動力。因為有太陽源源不斷地向地球傳遞能源，含有葉綠素的藻類與綠色植物才得以進行光合作用，將大氣中大量的二氧化碳轉化為氧氣，並進而驅動接下來的一切複雜的生態循環。因此，太陽就是地球的生命源頭，我們今天在地球上使用的所有能量形式，都是太陽能轉換的結果。
就算到了現在的工業化時代，使地球和人類的建築物保持溫暖的熱，有99 ％是由太陽所提供，其餘的1％才是來自於燃燒化石燃料等其他的方式。也就是說，如果沒有太陽持續向地球傳遞能量，地球的平均溫度會降到零下240 ℃，大部分的生命都將無法繼續生存。在所有古文化中，幾乎都可以觀察到人類奉太陽為神祇的痕跡或記載，其實是可以理解的。
太陽的能量也啟動了地球上大氣層中的熱交換與對流，因此有水文循環與各種元素與營養物質的循環，讓地球生態系得以發展與延續。下圖為地球表面的能量流示意圖，由太陽入射地球表面的輻射強度為每平方公尺342 瓦，其中168 瓦被地表吸收、67 瓦被大氣吸收、77 瓦被雲層與大氣反射。被吸收的能量再驅動不同的反應，構成了完整的能量流動。地球的大氣層在能量平衡中也扮演了重要的角色，同時吸收與反射來自外太空的太陽輻射與來自地表的長波輻射，下圖右方即標出各種能量流動的瓦數。不論以地表或大氣層的角度來看，能量的進出都是平衡的。
地球表面的能量流示意圖[1]
目前人類在地球上的電力需求約為16 兆瓦，到2020 年時，預計會增加到20 兆瓦。以太陽入射的吸收輻射強度換算，地球的陸地總日照共約12 萬兆瓦，若能妥善運用太陽能，幾乎可以說是源源不絕的再生能源。在太陽能熱水器與光電板還不存在時，大自然演化出來的光合作用就在高效率利用太陽能，可以將無機碳（二氧化碳）轉化為有機碳（生物體），促成生命循環的關鍵。
光合作用，萬物初始的關鍵
如果說太陽提供了生命形成的機會，那麼光合作用便是地球上所有生命形成的關鍵程序。光合作用（photosynthesis ）若以英文的字面意義來看，就是「用光合成」的意思。在地球生命發展的初期，綠色植物便演化出一種吸收碳的特別程序，就是利用陽光提供的能量，將大氣中的二氧化碳轉化為有機碳，成為自己身體的一部分。除了少數像豬籠草的特例，可以直接攝取別的有機碳。
在這個過程中，有一個關鍵角色，就是植物細胞內的葉綠體（chloroplast ）。葉綠體含有許多葉綠素（chlorophyll），在陽光的作用下，把經由氣孔進入葉子內部的二氧化碳和由根部吸收的水，轉變成醣類的最基本單位—葡萄糖，同時釋放氧氣。第79 頁圖呈現一個葉綠體中的各主要單元與化學作用，類囊體又稱為類囊膜（thylakoid membrance），堆疊形成葉綠餅（granum），在充滿了各種化學物質的基質（substrate ）中行化學作用，太陽光成為重要的「卡爾文循環」（Calvin Cycle ）的輸入能量，觸發重要的ATP （三磷酸腺.）-ADP （二磷酸腺.）與NADP+-NADPH （輔助.）循環反應，產生生物體所需的能量，也合成碳水化合物（葡萄糖）。
綠色植物就像是自然的太陽能光電板，將太陽能轉變為化學能的能源轉換效率約為30∼40%；反觀，目前太陽能光電板將太陽能轉換為電能的能源效率，大約只有10∼20%。
光合作用示意圖[2]
光合作用打通了無機碳（二氧化碳）與有機碳（植物身體）的關卡，也就是開啟了「生命之窗」。植物有了成長的條件，便演化出以植物為食物的動物、吃動物的動物等，搭配上分解者，將死亡的動植物分解，讓碳重回自然界與大氣中，構成了完整的生態系。以能量的觀點來看，綠色植物透過光合作用，將太陽能轉化為植物體內的化學能，並且在後續的食物鏈中，再度轉化為動物體內的化學能，也驅動了生態系的運作。
綠色植物就像是自然的太陽能光電板，將太陽能轉化為其他能量的形式。太陽能光電板將太陽能轉換為電能，目前的能源效率大約在10.20% 之間；在大自然經歷億萬年演化的光合作用，將太陽能轉變為化學能，能源轉換效率大約在30.40% 之間，比人造的太陽能光電板要好得多。
在大氣中的碳，包括二氧化碳與甲烷等溫室氣體中的碳，是釀成全球暖化的主因。因此，讓碳成為氣體逸散於大氣中，或被「固定」在生物體與非生命體中，就成為溫室效應強度有多大的關鍵。
暖化新知
化石燃料？石化燃料？別再傻傻分不清楚！
化石燃料（fossil fuels ）是古代生物死亡後，其遺骸經泥沙掩埋沉積，長期受到細菌與地底高溫高壓作用，逐漸形成的衍生物質。化石燃料包括煤炭、石油與天然氣，其中煤炭是使用量最大者。
不過，在許多媒體中，甚至教科書上，常會聽到「人類燃燒石化燃料，排放了大量的二氧化碳……」這樣的說法！如果看「化石」（fossil ）與「石化」（petroleum-chemical ）的實際意義與英文，就會知道，這「混用」事實上是「誤用」！
「石化」是「石油化學」的簡稱，一般比較常看到的是「石化工業」。由於「石化」與「化石」恰好是二個中文字的前後不同組合，所以常被「混用」。所以，當在討論燃燒煤炭、石油、天然氣等「化石燃料」產生溫室氣體排放，造成全球暖化時，不要再說成錯誤的「石化燃料」了！
認識光合作用的原理與程序之後，有助於對全球暖化的基本原理有更正確的認知，譬如為什麼燃燒化石燃料會讓大氣中二氧化碳濃度增加？這是因為億萬年前光合作用固定的碳，重新被釋放回到了現在的大氣中；而為什麼種樹能夠讓大氣中二氧化碳濃度降低？那是因為大氣中的二氧化碳分子中的碳原子，因為光合作用重新被固定在植物的身體裡。
碳與碳循環的奧妙
誠如之前的說明，綠色植物行光合作用，啟動了萬物生命的能量循環。此外，植物老死後，也會傾倒於土地上，最後腐壞、分解，產生甲烷等含碳氣體，將有機碳回歸自然。植物本身的呼吸作用或燃燒作用也都會產生二氧化碳。這種碳元素以不同的化合物的型態在自然界中不斷轉換的現象，稱為「碳循環」。第82 頁圖為碳循環的簡圖，實質上的碳循環內涵比這還要複雜許多。
碳（carbon ）是一種非金屬元素，是地球上常見的元素之一，在地球上以多種型態廣泛的存在。在自然界中，碳是我們舉目所見的生物體與非生物體的主要成分，包括岩石、土壤、石油、煤炭、瀝青、天然氣，而樹木、昆蟲、動物與人體的主要成分也是碳。我們看不見的空氣中，也有含碳的氣體，且大多以我們熟悉的「二氧化碳」形式存在。因此，碳有時存在大氣中，有時存在於陸地上與海洋中。在大氣中的碳，包括二氧化碳與甲烷等溫室氣體中的碳，是釀成全球暖化的主因。因此，在碳循環中，讓碳成為氣體逸散於大氣中或被「固定」在生物體與非生命體中，就成為溫室效應強度有多大的關鍵。
碳可以固定，也可以釋放
在碳循環中，讓碳留在非氣態的形式，也就是可以固定住碳，讓碳不至於成為溫室氣體，以阻止地球繼續暖化。關於固定住碳的主要作用，包括以下幾種形式：
一、綠色植物（生產者）進行的光合作用，會從空氣中吸收二氧化碳轉化為葡萄糖和澱粉等碳水化合物，而碳水化合物則再轉化成其他不同形式的生物質量。
二、動物（消費者）以植物為食物，並將植物組織的含碳有機物消化，產生能量，以維持生命所需，並將部分碳轉化為自己身體的一部分。同樣的，動物也會成為其他動物的食物，將獵物（prey ）身體的碳轉化為掠食者（predator ）身體的碳。
三、植物或動物死亡後，身體組織經過長時間的風化與掩埋，加上數萬年或更長時間地層或水的壓力及地底的高溫作用，產生了煤炭、石油、天然氣等化石燃料，並以化石的形式儲存於地底。
相同的道理，這些固定在生物體內與地底化石中的碳，當然也會透過其他的方式轉化為氣態的碳，釋放回大氣中。這些作用主要包括：
一、植物、動物、細菌和真菌等生物均需要吸收氧氣，進行呼吸作用，將身體中的碳轉化為二氧化碳釋放出來。
二、細菌和真菌在地面上或土壤表層，將生物的屍體分解，並釋放出二氧化碳或甲烷等氣體，讓碳返回大氣中。
三、將植物、動物燃燒，或把化石燃料由地底挖出燃燒。燃燒作用會產生大量的熱，並將生物體內的碳與化石燃料的碳轉換成二氧化碳，同樣讓碳重返大氣[3] 。
碳的固定量與釋放量，決定了大氣中的二氧化碳等溫室氣體的總量與濃度。目前全世界的大氣中儲存了800 億公噸的碳，幾乎均以二氧化碳的型態儲存。在陸生植物中的碳儲存量與大氣中的碳儲存量相比略少，約為720 億公噸。不過，這兩處所儲存的碳量和海洋的儲碳量相比，可真是小巫見大巫！目前估計海洋的含碳量（海水與海洋生物）約為4兆公噸，超過大氣的50 倍。下圖為碳的儲存量、固定量與釋放量的流量簡圖。
碳的儲存量、固定量與釋放量的流量簡圖
碳，左右地球的溫度
全世界，每年約有6.3 億公噸的碳，因為化石燃料的燃燒或水泥製造而排放到大氣中，還有2.2 億公噸的碳因土地使用的變更（譬如砍樹）排放至大氣，合計約8.5 億公噸。同時，每年也有2.9 億公噸的碳因土地使用變更（譬如種樹）回到陸地上，2.4 億公噸的碳被吸收回海洋中，合計約5.3 億公噸。這也就是說，目前每年約有額外3.2 億公噸的碳留在大氣中，讓地球增溫。
在過去地球漫長的歷史中，已經證實越多的碳釋放到大氣中，代表了溫室效應越強，也表示地表均溫越高。相反地，若越多的碳被固定或封存在地面、地層或海中，大氣中的溫室氣體濃度就越低，地球的整體氣候就越冷。
由於大氣層中的碳每年以超過3億公噸的速度增加，使得大氣中二氧化碳濃度已由工業革命前的約280ppm 增加到2010 年的390ppm ，並且持續增加中。然而，燃燒化石燃料與水泥製造是非常重要的二氧化碳排放源，這是現代工業化社會的一種重要特徵。人口眾多、高度消費、高度仰賴化石燃料，並且持續擴建水泥叢林，這樣的生活型態若沒有革命性的徹底改變，大氣中的二氧化碳濃度將持續上升，全球暖化也將加速進行。
根據「物質不滅定律」的理論，在任何物理與化學變化的過程中，物質都不會被憑空創造或徹底毀滅，只是會從一個型態轉變成另一個型態，元素間重新排列組合，成為新的物質。遠古世界大氣中的二氧化碳，經過遠古植物的光合作用，轉化為植物與動物身體的有機碳，爾後被封存在地底。但在億萬年之後，好事的人類把這些已經變成煤炭、石油、天然氣的含碳化石挖掘出來燃燒，也就是「用古老的太陽，照亮現在的夜晚」，又把其中的碳以二氧化碳的形式還給等待已久的大氣，而氣候終究會回到當時的高溫情況。
暖化新知
樹種在那裡就可以減碳？NO！
在樹木成長的過程中，光合作用的固碳效應大於呼吸作用的釋碳效應，所以兩相抵銷後，淨效應仍然是固碳，也就是我們說的「減碳」！大氣中的二氧化碳總量與濃度會因此降低。
不過，當樹木漸趨老化，成長的速度漸趨緩慢，就像小孩長大成人後，總有一天會停止成長。此時，樹木依然行光合作用固碳，但與呼吸作用釋碳的效應完全抵銷。也就是說，這樣的成樹或老樹，事實上並沒有在「減碳」。所以，我們要記得一個原則，根據「質量平衡」或「物質不滅」定律，大氣中二氧化碳的碳若被植物吸收與固定，植物一定會長大。反之，若植物或樹木沒有長大，就代表沒有在減碳！
國際防止森林濫墾的合作協議
全球森林的減少是暖化的重要原因之一，2007 年峇里島氣候會議決議了「降低森林砍伐與森林劣質化造成的溫室氣體排放」（Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation，REDD ）的新方案，對開發中國家保護森林提供信用貸款，由富國協助窮國保護其森林，並取得碳減量信用額度。
例如美國銀行計畫將在印尼亞齊省協助保育大片森林，出資協助印尼政府加強執行森林法規，並提供替代生計給非法伐林者，目的是為了取得部分的REDD 碳額度。即使聯合國還不承認這些REDD 減量額度，因此購買這些減量額度者多為自願推動減量組織。另外，許多保育人士與金融人士也已經開始自行設計各項拯救森林的行動概念與計畫，這反映了民間團體發起的減量倡議，有可能刺激行動緩慢的政府磋商加速行動[4] 。
不過，REDD 的制度設計也造成了一些副作用，就是若干已開發國家為了要在開發中國家「種樹」，以取得碳減量信用額度，所以將既成的森林給徹底砍伐（clear-cut），將林木販賣後，再種樹賺取碳減量信用額度。這樣的作法違反了REDD 希望已開發國家協助開發中國家保護森林，以降低溫室氣體排放的原意。
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