氣候變遷、污染和生物多樣性喪失等危機相互關聯，對環境構成前所未有的威脅。加速的環境破壞和極端天氣事件頻繁，影響著加拿大人民的健康、福祉和經濟繁榮。面對這些挑戰，聯邦政府制定前瞻性的科學策略顯得更加重要，以指導政策、計劃和服務，保護環境和人民。有鑑於此，加拿大環境及氣候變化部 (Environment And Climate Change Canada, ECCC) 於2024年2月發布了新的2024-2029年科學戰略。

戰略中提出了對ECCC科學的新願景，並概述了組織的核心價值觀，聚焦於加拿大人才、科學實力以及治理框架，同時支持相關基礎設施建設。為因應不斷變化且緊迫的全球氣候與環境問題，戰略提出了四個主要科學方向 (圖一)，指導ECCC未來五年乃至更長期間的核心職責，具體內容如下：

科學方向一：預測及應對氣候變遷帶來的天氣變化、極端事件及環境條件
洪水、熱浪、野火、龍捲風以及空氣品質惡劣等氣候相關事件，可能導致災難性後果。科學家預期這類極端天氣事件將加劇，出現頻率也將增加。環境及氣候變化部門 (ECCC) 對相關事件之緊急規劃與應對至關重要，以下方針有助於改善ECCC氣象及環境相關之產品與服務:

1. 應用整合性及多尺度方法
(1)    推動科學發展，加強對地球系統、天氣、空氣品質、水質，及跨時空、環境的長期氣候變遷趨勢之監測、模擬和預測。

2. 解決加拿大情境之天氣預測挑戰
(1)    推動科學發展，支援改善以風險為基礎的服務，例如在地化預測。
(2)    結合社會和行為科學，以了解加拿大不同群體，如何獲取和使用訊息，以便容易取得 ECCC 的產品和服務。

3. 加強數據和資訊並利用進步技術
(1)    開發模型系統以支援長期預測和預報。
(2)    現代化分析工具和基礎設施，增強獲取和整合新數據集的能力，包括以尊重方式納入原住民科學數據，進而提供風險和脆弱性評估所需的資訊，並更好地傳達天氣與環境狀況。
(3)    通報目前和潛在使用的創新技術，如人工智慧、機器學習及尖端地球觀測任務，持續改進天氣及環境預報數值，促進綜合環境監測發展。

4. 推進變化中北極地區之研究
(1)    運用地面觀測、強化衛星數據和新興模型(數值天氣預報、地球系統模型)，理解、預測和預估正在發生和未來的北極氣候變化，包括極端事件以及對生態、水文和冰凍圈系統的影響。
(2)    與北極原住民社區合作，從當地科學角度更好地了解北極快速變化的影響。
 

科學方向二：提供氣候變遷減緩與適應之資訊，以實現凈零、有韌性的加拿大
加拿大需要採取積極且迫切的行動，來限制進一步的氣候暖化，並加強環境與社區的抗禦能力。在實現加拿大減排目標的氣候科學方面，ECCC扮演著關鍵角色。ECCC的科學研究也為風險決策提供資訊，以策略性應對氣候變化的影響。展望未來，ECCC的科學研究可透過以下方式為氣候變遷減緩與適應提供參考:

1. 改善溫室氣體的定量測量及監測，以實現凈零排放
(1)    改進對溫室氣體的量化和模型建構，以更好地估計、預測和報告其排放量及從大氣中的去除量，以及碳循環中的任何趨勢。
(2)    發展替代方法並完善現有方法，以改進排放清單和預測。
(3)    推進協調一致的方式以獲取溫室氣體觀測數據。

2. 推進淨零路徑科學
(1)    進行研究以識別、評估、交流，並幫助 2050 年實現淨零排放；考量可能影響淨零潛在途徑成功的各種相互關聯的社會、經濟、技術和環境因素。
(2)    分析實現淨零排放的各種措施的趨勢、風險和作用，如效率措施、行為改變、電氣化、可再生燃料、氫和氫基燃料、生物能源、清潔成長項目、碳捕獲、利用、和儲存項目與其他措施。
(3)    加深對基於自然的碳源和碳匯影響的了解。
(4)    整合行為科學研究，為氣候行動的有效計畫設計、推廣和公眾參與提供資訊。

3. 提高氣候變化對陸地及水域生態系統多樣性影響之理解
(1)    為制定氣候行動和策略提供訊息，包括基於自然的解決方案，有助於減緩和適應氣候變化，並提供整合效益的能力。

4. 提高對加拿大情境中氣候變化技術影響之理解
(1)    了解氣候工程的潛力，並確定旨在改變氣候系統的技術之影響，如太陽輻射修改、海洋地球工程、二氧化碳去除技術等。
(2)    對改變氣候的技術及其對加拿大的影響進行科學評估。
 

科學方向三：引導自然保育、恢復及永續管理，增強生態系統的復原能力與服務
生物多樣性廣泛且迅速地流失，威脅著對地球生命至關重要的生態系統功能及服務。作為生態系統科學的領導部門，ECCC將專注於改善生物多樣性之科學工作，包括與原住民群體進行富有意義的合作等。ECCC擬透過以下方式改善生物多樣性和生態系統的狀況：

1. 加強對野生動物及其棲息地之了解
(1)    維護和改善資料與資訊的收集與整合，以評估生態系統的狀態、趨勢和脆弱性。
(2)    利用分析和監測工具，如野生動物自動檢測、地球觀測計劃和公民科學等，來解決關鍵知識差距。
(3)    透過實施支持保護的開放科學措施，改善資料的共享及可及性。

2. 提高評估和預測生物多樣性威脅之能力
(1)    推動新的研究方法，例如基因組學和定量技術，以更好地了解生物多樣性變化的原因，並預測多種威脅的影響。
(2)    提供靈活的應對措施，應對生態關係變化以及與氣候變遷及人類活動相關的不確定性。

3. 促進以解決方案為導向的研究，並將科學運用到保育行動中
(1)    支持保育行動的識別、優先排序和評估。
(2)    推動以自然為基礎的解決方案等工具之科學發展，以因應生物多樣性喪失和氣候變化的挑戰。
(3)    加強支持影響評估和緊急管理的方法。
(4)    與相關夥伴合作，以跨部門和跨學科的方法，找出因應生物多樣性威脅的最佳實踐。
 

科學方向四：支持現在與未來的環境保護
科學有助於識別並理解環境污染及有害物質之風險與影響，並為風險管理措施提供依據。為促進環境保護，ECCC科學工作的重點領域敘述如下：

1. 以科學防止、管理、減少或消除環境污染之有害影響
(1)    提供科學基礎，以了解、預防和解決加拿大的污染問題。
(2)    監測加拿大的空氣和水污染，如影響加拿大北部的污染物。
(3)    推動科學發展，支持交通運輸部門的排放測試、廢棄物管理和污染預防。
(4)    蒐集實驗數據及資訊，以了解污染物在環境中之傳播方式與影響，從而支援決策。
(5)    進行科學研究，了解塑膠污染對環境的危害，並應用於塑膠管理。提供及時的科學建議，支持政策制定、法規執行以及國際合作。

2. 現代化風險評估方式
(1)    深入探討統整科學(integrated science)識別出的關鍵問題。
(2)    利用新方法和策略，整合不同研究領域的資訊。
(3)    開發和採用生物資訊學、人工智慧和數據分析自動化等新技術。
(4)    對整個生態系實施全面的環境監測。
(5)    持續深入了解各種物質(substances)、病菌(pathogens)、塑膠(plastics)及混合物(mixtures)之來源、環境路徑、降解作用，以及對人們真實生活的影響 (包括對某些族群和環境造成不公之影響)。
(6)    以更好的方式向制定決策者傳達科學知識。

3. 支持影響評估之科學
(1)    開發、完善和提升相關工具，對環境累積效應(cumulative effects)進行評估和了解。
(2)    提高環境累積效應評估在決策過程中提供資訊的透明度。
(3)    增加聯邦科學的可及性，以支持環境累積效應評估。
註：環境累積效應(cumulative effects)：環境中含有多種因素或活動的綜合影響，這些影響隨著時間的推移逐漸累積，對生態系統和人類健康產生更大、更長期的影響。

4. 強化參與並投入科學導向的行動，推動環境保護
(1)    增加以簡易語言撰寫、用於處理環境緊急事件的工具和資源。
(2)    與相關方共同制定因應計畫，改善早期預警機制，例如將社區中的污染數據視覺化。
(3)    深入研究累積效應、污染熱點位置和對環境健康的影響，以支持提供更好的公眾預警系統和資訊。
(4)    與加拿大各地的原住民權利持有者、社區、環境組織、學術界和公眾建立共同開發和夥伴關係，參與科學優先事項的設定、規劃和決策。

5. 以科學為基礎，為公共利益妥善管理水資源
(1)    監測和分析全國各地水量、水質和水生生態系統健康狀況，推動綜合模型建置，分享知識並為加拿大提供水資源數據和資訊。
(2)    提升 ECCC 在未來氣候情境下預測各種環境壓力的能力。了解加拿大主要河流流域的淡水供應狀況，並訂定減少污染物排放之目標。
(3)    進行具有國家和國際意義的合作科學研究，例如探討水生系統中的有毒、有害藻類，以及農業、城市和採礦活動對土地利用管理的影響。
(4)    識別和評估威脅水生生態系統的污染物及其來源，例如塑膠、金屬、奈米金屬顆粒和化學混合物，這些污染物可能源於土地利用及氣候變化壓力。
(5)    開發創新方法學，提供可靠的污染物、混合物測量數據，以增強環境緊急應變能力。
(6)    擴大ECCC的淡水科學範圍，納入多元知識系統，並支援加拿大水務局(Canada Water Agency)。