撰稿 / 王作城 (科學推展中心特約編輯)
圖1. 鴛鴦湖湖面水文監測平台
近年來，由於氣候變遷日益劇烈，對於全球暖化的研究越來越多，科學家注意到碳循環中，各種生態系的碳積存能力，對於匯聚二氧化碳、減少氣候變遷的作用。除了過去常被拿來討論的濕地、森林等等能大量吸收二氧化碳的環境，科學家發現，原本較少人關切到的湖泊生態系，也有很強的固碳能力。
然而，湖泊不只固碳，其實也會釋出碳到大氣中。只是許多湖泊的淨生產力呈現正值，意思是，若將湖泊整體視為一個生物體，其靠著藻類及水生植物所能製造的氧氣及消耗的二氧化碳，大過於水中生物呼吸作用所消耗的氧氣及製造的二氧化碳，也因此能夠達到固碳（累積能量）的作用。反言之，也有湖泊的淨生產力呈現負值，也就是湖泊除了消耗自體製造的能量之外，還消耗了周圍環境所供應的有機物。
臺灣過去鮮少有關於此類湖泊生態系在碳循環中的研究，但中研院生物多樣性研究中心的邱志郁研究員，透過跨國研究團隊合作，長期對臺灣兩處高山湖泊鴛鴦湖與翠峰湖進行一系列探討。
在全球湖泊觀測網的合作研究體系當中，臺灣的這兩處高山湖泊扮演極為獨特而珍貴的價值。因為只有這兩處湖泊是亞熱帶的天然湖泊，得以監測颱風、極端天氣型態變化對生態系的影響。此外，還有一項特點：國外的湖泊水體的更換速率（滯留時間）長達數百甚至是數千年，臺灣的高山湖泊卻幾乎每年都可完全更換，具備湖泊生態研究的獨特意義。
而根據研究數據顯示，在梅雨或是夏季的颱風雨、對流雨等強降雨時，出現劇烈的沖洗作用，把周邊森林所堆積的有機質帶入湖中。也因為這樣的強烈擾動，讓原本呈現分層的湖水混和，將滯留於湖泊底部的營養鹽帶往表層，促進了藻類生長，也促進了微生物對有機物的分解作用。至於有機質的積存和供應量，則是鴛鴦湖周邊的原始林高於翠峰湖的次生林。
因為強降雨時有大量氧氣被帶入湖中，會促使水中的微生物把湖中所沉積的有機質分解釋出二氧化碳，也使得原本可以固碳的湖泊，短期間內反而成了大氣中二氧化碳的來源。整體而言，翠峰湖有較高的淨生產力，可以靠自己便取得足夠能量；鴛鴦湖則因為承受較高量的森林有機物而有較低的淨生產力。夏季的強降雨甚至會導致鴛鴦湖的淨生產力呈現負值。
氣候變遷的另一個結果就是乾濕季愈發分明，近幾年的乾旱會使湖泊周邊土壤有機物出現明顯分解作用，從而在強降雨時有更多易分解性的有機物被帶入水體，也會讓湖泊從原本能固碳，轉變成碳排的來源。
因此，藉助於高解析度的長期監測，得以釐清湖泊生態系的複雜機制，進一步評估極端氣候對於碳循環以及全球暖化的影響。
