導讀
追求環境與人類的永續 台灣大學大氣科學系教授 柳中明
全球氣候到底是不是在改變？這個命題，讓全球許多科學家、政治家、環保人士、詭辯者，費盡了心思。個人乃以「人間氣候」稱之，即是氣候的變與不變，是人類由人的角度觀察而定之。
大自然的氣候，由地球形成以來，就一直在改變。但是，現在全球人口即將到達70億，2050年時可能是90億。若果全球氣候無法維持穩定，或是所謂的風調雨順，則許多人可能將會因為缺水斷糧而渴死餓死，更且可能不用等到那種絕望時刻，就會為了搶水搶糧，發生全球大暴動與頻繁的地區性戰爭。
所以要思考變遷中的氣候，關鍵就是過去百年與未來百年，是否氣候正在往會衝擊人類生存安全的變動方向前進。特別是：是否是因為人類本身的行為所造成？也即大家所熟知的：大量溫室氣體的排放，是否正促成全球暖化，並會持續上升？
氣溫儀器與氣候模式等，當然都已提供了許多氣候暖化的證據。但是，最直接的，還是看到全球的冰山、冰原等，正逐漸在融解。譬如喜馬拉雅山的冰河，此乃是南亞、東南亞、南中國的重要水源，若真有一日，冰河全部消失，這些地區的民眾將會面臨難以想像的災難。至於北極海冰的融解，雖不會造成海水位上升，卻是最明確的氣溫上升指標；而且，因此下降的地表反照率，將會讓更多太陽輻射進入北極地區，使得當地的冰融現象更加速，並擴及格陵蘭島上的冰原。而冰原的大量融解，則一定會讓全球海水位上升，所以這必須同時監看南極冰原的變動（請見第一單元〈全球暖化〉）。
除了人類擔憂氣候暖化，受衝擊最大的就是生態。因此，全球許多科學家都在觀察生態系統變化，特別是尋找與氣溫變化之間的關聯。譬如台灣玉山國家公園內，國內生態學者就提出低海拔地區的鳥類，正向3000公尺以上的高海拔地區遷移。但是，國內生態監測的研究與資訊並不長久，所以仍需多參考國外的研究發現。其中，英國自然學者老菲特先生47年的植物手寫記錄，最是珍貴，其所觀察到385種植物的開花日期平均提早4.5日，甚至還有14日的，充份證明：生態系確實已受到氣候暖化影響。不過，改變最大的，還是在北極地區。其中，北極苔原正逐漸北退，而灌木群則突擊入高緯度地區。但是，雲杉等寒帶樹木卻因為熱浪、乾旱、火災、蟲害等，反出現領域縮減現象。顯然，氣候暖化對於生態系的影響，是非常多元的。
陸域生態系中植物是無法走動的，所以變動緩慢，需要長期觀察。動物卻是可以走動的，譬如海冰持續融解，北極熊能遷移的區域越來越小，衝擊極大。至於海洋生態系中如珊瑚礁，會因為海溫持續上升而出現白化面積擴大；另外，各地魚群則已出現北移的現象。再者，海洋吸收大氣的二氧化碳量越來越多，則會出現海水酸化現象，其對浮游動植物的生存衝擊，會進而影響食物鏈下游的魚群、海鳥等，進而影響及人類的食物來源，非常值得關心（請見第二單元〈生態與資源浩劫〉）。
自1962年美國卡森女士發表《寂靜的春天》以來，世界各地均越來越重視拯救生態系的生存環境。相關的行動，如訂定「瀕臨絕種野生動植物國際貿易公約」等，使得許多強制性的生態保育工作，在各地發芽生根。其中，如何保護水域中的生命，是最具挑戰的工作。原因無他，人會搶水，更會污染水，而最豐富的生命群，都聚集在水域內。
由於各地氣候變化越來越顯著，同時人口持續成長，再加上有系統地大量灌溉或工業用水等，全球各地的內陸湖泊都面臨水位下降與面積縮減的困擾。至於人工興建的水庫、攔水壩等，則隨著淤泥持續累積，及蓄水量不足等，也面臨著拆除及是否興建新水庫取代的紛爭。人為改變的地形地貌，正在反撲衝擊人們的生存安全，並滅絕數以萬計的生態物種。改變已是必要，問題則是由何開始？
許多人以為節能減碳是在救地球，其實是在挽救人類免於滅絕。對於地球而言，人類不過是長期演進史中，現今主宰生態系生存安危的重要物種。但是，若果全球的生態系（包括人類自身）因為人類無法停止的破壞而滅絕，地球本身並不會因此停止演進，不過就是重新開始另一個新的生態體系的演進。因此，現今談永續發展，課題就是：如何拯救人類免於人類本身的威脅，而得以讓人類永續（請見第三單元〈拯救環境行動〉）。
現今人口持續增加，而且識字、受教育且具備高知識與高智慧的人數持續增加。其趨勢是：人人都知道要追求經濟成長、改善生活品質，也都知道如何最有效改善自我的未來，期以追求自我的夢想。結果是近70億人口都在追求成長，無論是追求溫飽，需要大量糧食與衣著；或是追求財富與舒適生活，需要更多物品生產。這些都需要耗能、耗資源，甚至伐林、興建鋼筋水泥建築等，如此全球性的環境破壞與污染，以及溫室氣體持續排放入大氣等，基本上是無法停止的（請見第四單元〈減碳愛地球〉）。
1970年代，羅馬俱樂部提出《成長的極限》，可是現今各國仍多認為成長是無極限的，所以每位掌權者都在追求經濟成長，並期望降低失業率。顯然，短期內要想改變如此趨勢，應是不可能的。但是若不改變此趨勢，地球又如何能供應無窮的資源，讓人類揮霍？所以，「21世紀議程」、「氣候變遷綱要公約」、「森林原則」等許多不具強制約束力，但具期望改善未來人類生存環境的行動，正逐漸開展。其中，當以「氣候變遷綱要公約」最為重要，其所推動成功的「京都議定書」與未來新的議定書，將或能減緩全球暖化速率，讓下一代人類不受氣候變遷威脅，生態也才得以永續。
柳中明
台灣大學大氣科學系教授，曾任台灣大學全球變遷研究中心主任，現任中華民國低碳環境學會理事長。研究專長為氣候變遷與永續發展，並長期呼籲大眾正視全球暖化可能帶來的災害，曾經為《科學人》撰寫專欄「變遷中的氣候」。
【推薦文一】
很多地球環境變遷的知識，是以前我在學校受教育時未曾學過的，因此唯有積極自我學習，才能回應許多優秀高中生提出的各式問題和看法。幸好有《科學人》雜誌！《變遷中的環境》特輯精選了各期中不同科學家有關環境的文章，更方便我們比較他們所提出的論證，也能讓我們對相關知識的建構更完整。
--李文禮 (台北市立建國中學地球科學教師)
【推薦文二】
環境變遷牽涉的議題多元又豐富，大氣與海洋各有複雜且相互影響的系統，人類究竟了解多少、掌握多少？《變遷中的環境》特輯從幾個重要的角度切入詳述，集結當代的研究成果，剖析現象背後的科學解釋，更進一步提出因應變遷的策略與方案，帶領讀者一窺環境變遷的科學堂奧。
--吳俊傑 (台灣大學大氣科學系教授、系主任)
【推薦文三】
近期面對環境快速變遷的考驗，源自內心的好奇，驅動人們跨越時空探索環境改變帶來的衝擊，然而已解開的謎總是揭露出更多的未知，未來的世界我們能夠預想多少？《變遷中的環境》特輯整合了相關領域活躍的前沿知識，引領我們體認永續發展的倫理，共同來經營地球成一個精神終極愉悅的環境堡壘。
--吳育雅 (北一女中地球科學退休教師)
【推薦文四】
氣候變遷所導致的災害，已獲得各界的正視，但過度捕撈、棲地破壞、污染及入侵種等人為因素所造成的衝擊，卻反而被輕忽，成為另一不願面對的真相。要改變唯有靠科學教育。很高興《科學人》雜誌能把過去所刊載的文章彙編成輯，讓關心環境與生態的朋友能更方便閱讀，善盡其科學教育的社會責任。
--邵廣昭 (中央研究院生物多樣性研究中心研究員、執行長)
【推薦文五】
當大家因為環境巨大變遷而驚慌的時候，如果我們能夠積極找出一些建設性方案，似乎對地球和生態比較有意義。然而過去我們對於生物學和生態學的研究非常缺乏，難以提出什麼建設性構想，這才是主政者應該省思的問題，以及科學家應該努力的方向。而《變遷中的環境》特輯提供了我們更全面的思考！
--曾晴賢 (清華大學生命科學系教授、系主任)
