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要進行溫室氣體減量,首先需瞭解排放情形,包含排放源、排放係數,透過精準掌握農產業碳排資訊,針對熱點投入資源進行滅量工作,建立低碳的耕作與養殖模式,推動農機電動化與設施設設能效提升,建構低碳農業。
淨零-增匯
【增匯】政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發現二氧化碳去除(CDR)方法為重要的負碳排放技術
2022/09/20
根據聯合國根據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的報告,除了快速減少溫室氣體排放之外,二氧化碳的去除(carbon dioxide removal, CDR)是在2100年前將全球平均升溫控制在攝氏1.5度或低於2度的必要元素。CDR是指降低大氣中二氧化碳濃度的一系列活動。透過去除二氧化碳分子並將碳儲存於植物、樹木、土壤、地質儲層、海洋儲層或含有二氧化碳的產品中。正如IPCC所指出,每種機制都很複雜且各有利弊,因此需要做大量事前工作來確保能完善的執行。               CDR與碳捕獲不同,指的是二氧化碳到達大氣之前,從源頭如燃煤電廠或鋼鐵廠捕獲二氧化碳,去除空氣中二氧化碳的幾種方法包含: 陸地方法:種植樹木和採用再生土壤、低耕或免耕農業以及覆蓋種植,這些做法可以限制土壤氧化並釋放二氧化碳。 地球化學方法:將二氧化碳作為固體礦物碳酸鹽儲存在岩石中。在稱為「增強礦物風化」的過程中,石灰岩和橄欖石等岩石可以被精細研磨以增加其表面積並增強自然發生的過程,其中富含鈣和鎂的礦物質與二氧化碳反應形成穩定的礦物碳酸鹽。 化學溶液方法:使用過濾器從空氣中直接去除二氧化碳分子,並且將捕獲的二氧化碳注入地下深處的鹽水層和玄武岩層,以永久封存。 海洋解決方法:加強鹼度,為直接向環境中添加鹼性材料或對海水進行電化學處理。但這些方法在執行前需進一步研究。        在美國,政府已撥款35億美元建設四個獨立的直接空氣捕獲中心,每間中心每年至少能夠去除100萬噸的二氧化碳。然而,IPCC估計,若要將全球暖化平均升溫控制在攝氏1.5度以內,本世紀必須從大氣中去除1000億至1萬億噸的二氧化碳。因此,儘管這些措施大規模的擴大,但與所需相比仍然是滄海一粟。        CDR雖然不能代替減少碳的排放量,但能透過降低大氣中二氧化碳濃度以降低全球暖化現象。IPCC說明,若要將全球平均升溫控制在臨界溫度閾值以下可能的三種階段分別為:短期內透過CDR的幫助以減少二氧化碳的淨排放。中期時,CDR可以幫助平衡如農業、航空、航運和工業製造等的碳排放量,這些行業目前皆無零排放的替代品。若以長期來看,CDR可能消除歷史上所排放的量,穩定大氣中的二氧化碳,最終將其降至工業化時代前的程度。IPCC最新報告中估計透過直接空氣捕獲的方法,回收每噸的二氧化碳將花費84到386美元,且每年有可能去除50億至400 億噸的二氧化碳。        IPCC指出,CDR不能替代減少碳的排放量,但可以發揮多重互補作用。若執行不適當,CDR可能會導致農業土地競爭或引入非本地植物和樹木,因此須注意且確保該技術不會對生物多樣性、土地利用或糧食安全產生負面影響。且有些CDR方法是屬於能源密集型或消耗其他活動脫碳所需的可再生能源。IPCC也擔憂在大規模重新造林的情況下,可能加劇水資源短缺使地球反射更少的陽光。因此,需仔細考慮施作地點,以確保農作物或樹木種植在不會顯著改變地球反射率或使用過多水的地方。直接的空氣捕獲系統可以放置在能輕鬆獲得離網可再生能源並且不會與農業或森林競爭的偏遠地區。最後,有效運用長期CDR解決方案可能非常昂貴,此方法遠遠超過植樹和改變土壤等短期解決方案。迄今為止,這阻礙CDR的商業可行性。然而,CDR的成本可能會隨著時間下降,像太陽能、風能和鋰離子電池等許多其他技術一樣,成本下降的軌跡會因技術發展而有差異。        IPCC建議加快研究、開發與示範、針對性的鼓勵增加CDR規模,並且強調需改進碳儲存的測量、報告和驗證方法。此外,必須讓社區、政策決策者、科學家和企業參與,以確保相關措施能以對環境、道德和社會各方面負責的方式實施。【延伸閱讀】- 用電不到一顆燈泡的高效率二氧化碳捕捉裝置
【增匯】樹木、森林為美國節省超過1000 億美元的社會成本
2022/09/14
樹木的商業、經濟價值包含了木製品、果樹產物和觀賞用樹木等,除此之外,還有很多不容易用交易金額來計算的「隱藏」價值,包含:淨化空氣、固碳釋氧、調節氣溫、改善氣候、涵養水源、水土保持、防風固沙、保護物種、保存基因、等多種生態功能,是維護地球生態安全的重要功臣,這些「隱藏」價值遠遠超過了它們的商業價值。        樹木固碳所節省下的社會成本計算方式為:「碳社會成本」乘以「總碳存量」。「碳社會成本」(Social Cost of Carbon,SCC),為每排放一公噸的二氧化碳所造成的經濟損害,排放二氧化碳的成本也是目前全球政府相關減碳與能源政策的指標。 2010年時,每排放一公噸的二氧化碳,所造成的經濟損害約為37美元,而2020年時,美國的碳排放社會成本上升至51美元,隨著統計技術的進步,將可計算出更多種類的碳排放經濟損失,未來的SCC預計還會再提高。「總碳存量」則使用來自森林調查分析的統計數據,估算樹木地上部與地下部的森林碳儲量。        研究人員利用美國環保署統計各縣市懸浮微粒 (PM2.5) 和臭氧 (O3 )濃度與死亡風險和金錢損失關係的AP3模組公式,計算了 2011 年這兩種污染物造成的平均損失,再乘上樹木一年內移除的汙染物含量,就可計算出樹木通過改善空氣品質所貢獻的社會效益。研究發現2010 年至 2012 年間,美國森林、果園內種植的樹木為國家提供近 1140 億美元的「隱藏」價值,其中固碳後調節氣候所帶來的社會效益佔51%;藉由過濾空氣改善空氣品質,防止人類健康受損佔其37%;剩餘 12%為樹木相關產品的商業價值。由於研究人員無法獲得許多生態系統服務的數據,例如侵蝕控制、洪水調節和與遮蔭相關的能源節約,不然樹木的生態價值將會更高。研究人同統計了幾種美國常見樹種,以松樹為例,其固碳後調節氣候的效益約106億美元;淨化空氣品質的效益則約74億美元。該結果說明了樹木在碳儲存和空氣污染過濾的價值遠遠超過了它們的商業價值,而維持樹木於氣候調節方面的價值需要有適當的森林環境管理措施,本研究可做為未來精進林業及生態系永續管理的參考依據。【延伸閱讀】- 森林碳匯 淨零目標的關鍵
【增匯】以生態管理取代除草劑,雜草也可幫農民固碳賺錢!
2022/09/01
雜草竟然比森林更會固碳!極端氣候頻繁,2021年COP26中近200國同意《格拉斯哥氣候公約》,並承諾在2050年達到淨零排放,我國也跟上國際腳步,未來淨零轉型政策中,農業是「存碳」的關鍵,現在策略中主要透過森林做固碳,但學者認為,雜草的固碳潛力不容小覷。        上週五(8/19)由中華民國雜草學會主辦的雜草科學研討會,主題即為「淨零碳排與雜草零距離」。中興大學生命科學系終身特聘教授林幸助認為,雜草生命週期短、生長速度快,同樣時間的固碳效率會比森林來得更高。中興大學生命科學系副教授黃盟元實際測試也發現,留有植被的友善香蕉園能吸存的碳,為慣行香蕉園2倍至10倍。學者們認為,倘若雜草的固碳量能夠精算,未來農民除了販售作物,還能多一份碳權收益。【延伸閱讀】- 城市樹木和土壤的碳匯比我們想像的多 全球氣候變遷加劇,農業是淨零策略要角        近期全球高溫乾旱、熱浪頻傳,聯合國IPCC報告顯示,由於大量使用化石燃料、土地利用方式的改變,人為活動造成大氣中二氧化碳濃度劇增,較工業革命前的280ppm,現已上升至超過415ppm,過去十年來全球均溫已經比1850年至1900年時,上升了1.09°C,2040年全球地表升溫將超過1.5°C。        地表升溫將對人類生活和產業帶來衝擊,尤其是仰賴自然的農業。農委會淨零碳排辦公室副執行長劉玉文表示,溫度升高使得極端氣候事件增加,降雨型態改變,水資源不穩定、病蟲害好發,都會造成農民資產的損失,產量和品質波動將使價格震盪更加劇烈,整體而言,氣候變遷將衝擊糧食供應的穩定性。        而要減緩氣候變遷,農業又擔綱要角。台灣2050淨零轉型的12項策略中,其中一項為自然碳匯,而貢獻主力就是農業部門。 雜草長得快,短時間內就能抓住大量的碳        目前農委會訂定的四大淨零策略(減量、增匯、循環、調適)中,增加碳匯的措施鎖定增加森林面積、強化土壤管理以及碳匯相關技術研發,除了森林外,未被表列的雜草,可能會是增加碳匯的新星。        林幸助表示,2019年全台森林碳匯量為2140萬公噸,倘若森林面積增加,預估2050年時可達2250萬公噸,「要再增加不容易,因為能種樹的地方都種了,接下來可能得要借助雜草」。        IPCC資料顯示,溫帶森林每公頃的碳存量為153公噸,溫帶草原則可達到243公噸。林幸助說明,溫帶森林的碳存量有三分之一為地上部樹木,溫帶草原的碳存量則幾乎都在土壤中,這是因為野草的生長速度快而生命週期短,一棵樹長高10公分的時間,野草可能已經生長了好幾個世代,葉片行光合作用過程便是不斷捕捉空氣中的碳,野草死亡後,植株殘體在原地慢慢成為有機質、進入土壤,便能在草原土壤中儲存大量的碳。        農試所作物組前組長、明道大學智慧暨精緻農業學系主任楊純明說明,從淨零排放角度來看,雜草有水土保持和調節微氣候的功能,既能覆蓋地面維持土溫,也能儲存土壤水分,生長過程中行光合作用固定大氣中的二氧化碳,多年生雜草根系還能為土壤儲存有機質,讓土壤微生物保有活性,對於生態系來說是維繫平衡的重要角色。 農業碳權交易未來可見,雜草有望為農民增加收入        固碳不只有助於減少溫室氣體的排放,未來更有機會成為農民實質的收入。劉玉文表示,排碳需求高的產業需要購買碳排放權來增加許可排放量,而農業生產仰賴的自然資源能夠吸存碳,因此未來農業的碳權交易將是趨勢。農委會後續會建立碳權制度,包含環評增量抵換以及溫室氣體抵換,將減碳或是碳匯量進行貨幣價格量化來做交易。        如何把雜草的固碳如何計算、量化成貨幣?國內目前尚無量化公式,林幸助說明,目前締約國多用碳庫差分法,將同一地點、不同時間的土壤、植被、水體或大氣等各類碳的載體,轉為溫室氣體的排放或是移除量。        林幸助曾對全台沿海海草床進行固碳量調查,每三公尺量測一次海草覆蓋度,並採集海草量測乾重計算生物量,水質所含營養鹽以及底土所含有機質均要精算,調查結果顯示全台沿海海草床每年碳吸收量可達 7 萬 5238 公噸,將近 2 萬座大安森林公園的固碳量。連海草都有如此驚人的固碳效力,「我認為雜草的潛力更大」。 學者驗證:友善香蕉園固碳量遠勝慣行,關鍵在雜草        目前已有學者對野草的固碳能力進行研究探路,臺灣大學農藝學系副教授黃文達曾研究過蘆葦對土壤碳庫的影響,結果顯示每公頃蘆葦能讓土壤增加6.1公噸的碳吸存量。中興大學生命科學系副教授黃盟元則比較過慣行及友善耕作的香蕉園的碳吸存量,結果顯示友善耕作的香蕉園能吸存更多碳。        黃盟元的調查數據為:夏季時,慣行香蕉園每平方公尺每月平均吸收118.4公克的碳,友善香蕉園則有1339.3公克;秋季時,慣行香蕉園每平方公尺每月平均吸收352.8公克的碳,友善香蕉園則有872.5公克。        他說明,碳的吸存量會因為年份、季節、不同物種的光合能力、葉面積以及植株分布密度而有所不同,夏秋兩季的差異在於溫度對光合作用及呼吸作用速度的影響,友善耕作的香蕉園之所以能有更多碳吸存,主要歸功於地面植被,也就是雜草的協助。 建議減少耕犁、除草劑用量,讓雜草成為神隊友        未來農園中的雜草若要為固碳盡一份心力,學者認為,政府當務之急是對不同草種進行精密的固碳能力測量計算,而農民則要調整現有的耕作方式。楊純明指出,現代化集約栽培多依賴耕犁和除草劑來防治雜草,長期而言會造成生產力下降,並衍生出環境問題。        楊純明分析,耕犁將使僅存的雜草更加頑強,且耐耕犁、無性繁殖體雜草種類也會增加;除草劑則會讓族群漸漸只留下具有耐抗性的雜草,衍生後果是田裡的雜草越來越難管理、除草劑支出費用提高,農園的生物多樣性也會降低。        楊純明認為,農民應調整思維,減少耕犁以及除草劑的使用,先調查農田中的雜草,轉往生態型雜草管理。例如:選種植生或用植株殘體作為覆蓋物來減緩雜草生長,不投放過多資源,像是以滴灌取代噴灌,真要除草也只在雜草開花結種子前的關鍵時刻才做清除,某些雜草在清除後可作為覆蓋物,減少土壤侵蝕、增加碳捕捉。聰明管理,才能讓雜草從豬隊友變成神隊友,更能為發燒的地球盡一份心力。
【增匯】人工智慧有助於藻類生產生質能源
2022/08/30
藻類具有作為生質能源來源的潛力,科學家們長期以來一直在研究它作為永續能源,甚至用藻類製造了3D 列印的人造葉子,為火星的研究提供氧氣。        來自美國德州 A&M AgriLife Research 的科學家們利用人工智慧(AI)打破藻類生產生質能源的新世界紀錄,為交通工具提供更環保、更經濟的燃料來源。該研究項目由美國能源部化石能源辦公室贊助。        藻類由於容易互相遮蔽以及收穫成本高昂因而限制生長,研究團隊利用機器學習來幫助細胞生長並阻止相互遮蔽。除此之外,還設計了一種聚集的沉降方法,以具經濟效益的半連續藻類培養 (SAC)以收穫低成本的生質能源:通過室外池塘系統,生質能源產量達每天每平方公尺 43.3 克,超過能源部的每天每平方公尺 25 克目標範圍,該系統將最低生質能源銷售價格降低到每噸 281 美元左右。        玉米作為乙醇的低成本生質能源原料,每噸成本約為 260 美元。但是需要先磨碎,並且必須在發酵前將糊狀物煮熟。另一方面,本項技術在發酵前不需要任何昂貴的預處理。        儘管在藻類在商業化方面存在著障礙,但這種技術具有成本效益,並有助於藻類作為一種可行的替代能源的發展。此外,永續生產的藻類生質能源將能夠減少碳排放,緩解對石油的依賴以及氣候變化的影響。【延伸閱讀】- 史丹佛的科學家利用藻類行光合作用來收集電力
【增匯】德國推動農業和氣候保護相關措施
2022/08/17
歐洲國家為了應對二氧化碳減排目標,政府紛紛制定相關法案與配套措施,使減排具有法律約束力,如英國、芬蘭、丹麥、德國等。以德國為例,德國於2019年通過並於2021年修訂的《氣候保護法》,目標在2050年前實現碳中和,並對工業、交通、農業等不同行業設立具體減排目標,其中,對於農業與林業在氣候保護上應著重在減少碳排放,同時應更有效地利用資源,提升農業與林業碳儲存潛力。        根據初步估計,德國農業部門2021年溫室氣體的排放量為5,480萬噸二氧化碳當量(CO2e),佔德國總排放量的7.2%,與1990年相比,排放量減少約2,240 萬噸CO2e,預計在2023年,排放量將減少100至200萬噸CO2e。在農業部門2021年溫室氣體排放量中,以甲烷為最大宗(佔56.4%),其次依序為一氧化二氮(佔38.8%)、二氧化碳(佔4.7%)。甲烷對氣候的危害大約是二氧化碳的25倍,一氧化二氮大約是二氧化碳的300倍。        為使農業與林業部門實現2030年的氣候保護目標-在2030年農業溫室氣體排放量與2014年相比需減少1,400至5,600萬噸CO2e,德國聯邦食品及農業部(BMEL)制定十項關於氣候保護的措施,包含:(1)減少氮氣殘留量,提高氮利用效率;(2)加強動物糞便和農業廢棄物的發酵;(3)擴大有機農業經營面積;(4)減少畜牧業溫室氣體排放;(5)提升農業能源效率;(6)促進耕地中的腐植質的堆積;(7)保護永久性草地;(8)保護泥炭地,包括減少對泥炭土的使用;(9)對森林與木材利用進行保護,提倡永續管理;(10)減少食物浪費。        森林、土壤與植被等是儲存二氧化碳的天然碳庫。為了建立一個德國森林土壤的碳儲存量資料庫,德國聯邦與州政府在約1,900個地點採集土壤樣本,並記錄當地地形與土壤特徵。近年受到氣候變遷、極端天氣事件等影響,森林受到嚴重破壞,為了改善森林狀況,BMEL啟動一項計畫,規劃投入15億歐元用於復育林地及改造森林。        另一方面,土壤也是僅次於海洋的第二大碳庫,根據研究機構Thünen關於《土壤狀況調查》報告顯示,德國有超過20億噸的碳儲存在農業土壤中。然而,當草地或泥炭地轉為農業用地時,將導致原先儲存的碳釋放至大氣中,另外,氣溫升高、夏季降水減少以及極端天氣事件頻繁發生也增加德國農業生產之風險,因此建立土壤與腐植質的管理措施越來越重要。為解決上述問題, BMEL與德國聯邦環境、自然保育、核能安全及消費者保護部(BMU)已簽署《保護泥炭土保護協議》,該協議的目標是在2030年將泥炭地溫室氣體排放量每年減少500萬噸CO2e。        除農業之外,食品生產過程中,所使用的土壤、水、能源、燃料與勞動力等資源均與溫室氣體排放量息息相關。因此,消費者行為也會決定農業與食品的溫室氣體排放量。根據研究機構Thünen報告顯示,在德國,每年約有1,200萬噸的食物被浪費(包含生產、加工、批發、零售、餐飲業與家庭消費等食品供應鏈);如果可以將浪費的食物減半,則可以減少溫室氣體排放量約600萬噸CO2e。對此,德國政府在2019年2月制定《減少食物浪費的國家戰略》,目標是在2030年將零售與消費的食物浪費量減半,同時也推出一項名為「丟掉太可惜(Zu gut für die Tonne)」的活動,提高消費者對於食品供應鏈的認知,使其了解食物生產、資源使用與食物浪費所產生的後果,並提供關於避免食物浪費的知識,如:正確儲存食物的技巧、如何利用剩菜剩飯等,讓每個人都可以透過永續飲食為減少溫室氣體排放做出貢獻。【延伸閱讀】- 剩食導致氣候變遷
【增匯】達能北美公司提倡的土壤健康計畫獲得了有意義的成果
2022/08/08
跨國食品公司達能(Danone)將再生農業定義為一系列有助於保護土壤、水和生物多樣性以及改善動物福利的耕作方式,並意識到農民為關鍵的角色。這些做法也是為了在2050年實現淨零碳排承諾不可或缺的一部分。       達能的北美分公司於2017年推出了一項為期五年、全面性的土壤健康計畫,以改善土壤中的有機質,進而增加碳吸存並提高產量、減少化學物質使用、恢復生物多樣性並提高土壤保水力以提供酪農場長期的經濟韌性。 計畫執行至第四年的亮點包括: 1. 實施面積大幅增長 該計畫已在美國和加拿大擴大到超過14萬英畝,與第三年相比增加了72%。目前參與此計畫的酪農場為達能北美公司旗下品牌提供牛奶,如:Oikos、Two Good、Horizon Organic…等。 2. 減少溫室氣體的排放,並將碳吸存 到目前為止,土壤健康計畫透過實踐再生土壤健康,減少了近119,000公噸的二氧化碳當量,並吸存31,000多噸的碳。公司將會繼續監測這些做法對於減少溫室氣體排放的影響。 3. 保護並恢復土壤健康 該計畫還防止了337,000噸的土壤受到侵蝕,自計畫執行以來,為合作的農民節省了近330萬美元的成本。此外,參與的農民在51%的土地上種了覆蓋作物,而全國平均僅為4%,他們也在此計畫63%的土地上減少耕作或使用免耕耕作(no-till management)的方式,遠超過全國平均的33%。 4. 促進生物多樣性 農場致力於促進生物多樣性的措施包括:保護超過1,700英畝的草溝(grassed waterways)、緩衝區、森林和濕地。覆蓋作物與作物多樣性是維持土壤健康和生物多樣性重要的方式。達能北美公司與農民合作種植了20多種作物,從大麥、燕麥到苜蓿芽和紅花苜蓿,覆蓋作物佔了一半以上的比例。 5. 保存並保護水資源系統 計畫在第四年時,土壤濕度感測器的使用率增加了55%,透過調查了解並改善用水,協助確保並提高土壤保水能力。       作為再生農業計畫的延伸,達能北美公司與永續性環境顧問(SEC)合作開發了R3™ ROI工具(穩健Robust,彈性Resilient,可靠Reliable)。將網路上的基準化分析和比較工具套用到特定農場,再透過驗證過的數據,提出相應的作法,該工具會提供具有預測投資報酬率的模型,以幫助農民了解再生農業可能對農場產生的潛在財務影響,使農民能做出決策決定優先順序。 使用R3™ ROI工具的農民採用的幾項措施如下: 採用免耕耕作,以最有效的減少土壤擾動並幫助豐富生物多樣性 種植覆蓋作物以改善土壤健康、減緩土壤侵蝕並吸引傳粉媒介 建立緩衝區以防止經認證之有機生產區和非有機區間的汙染       合作業者表示,在農場中我們親眼目睹了土壤在這個世界扮演的重要性,以及再生農業能為我們的後代保留自然資源,期望透過與達能公司的合作,讓我們有機會能夠對農場及糧食系統產生更廣闊的影響。【延伸閱讀】-  最新研究發現土壤孔隙結構與大小是影響土壤碳儲存的主要關鍵
【增匯】日本如何通過科學和新創企業促進海洋可持續發展
2022/08/05
日本是一個擁有 6,800 多個島嶼的海洋國家,科學家和企業家正在應用尖端科學技術來改變人類與海洋的關係,並為子孫後代保護海洋和地球。The Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC)是世界領先的海洋科學組織之一。從北極到南極到海洋深處再到地球內部深處,JAMSTEC 的研究人員前往地球的極端環境,以了解更多關於海洋和地球科學的資訊並追求永續發展。JAMSTEC 的科學家正在監測日本各地的 289 個近海地點,以了解海洋吸收人類所產生的碳,是如何使海水變得更加酸性,同時這種現象也威脅著海洋生物和漁業。        JAMSTEC 全球變化研究與發展中心 (RIGC)在參加北極和南極的研究考察後對氣候變化產生了興趣,並正在海洋的各個深處進行研究,檢查海洋酸化、脫氧反應、暖化、生物多樣性減少及污染物的影響並試圖闡明環境變化,做出近幾年到一世紀的預測。        除了幫助瞭解和模擬地球氣候如何變化之外,日本科學家還在實地考察以近距離觀察這種變化。Arctic Challenge for Sustainability II (ArCS II) 是一個國家旗艦項目,為瞭解北極的現狀和北極快速的環境變化及對全球氣候和社會的影響,從 2020 年 6 月到 2025 年 3 月研究人員開始進行北極探險,研究因為融化的冰河使海水暴露在陽光下,北極冰河是如何比低緯度地區暖化更快的現象。研究人員發現除此之外,流入北極冰河的河流比過去更溫暖,水量更大。這也導致海洋和空氣暖化以及冰層融化。對人類的影響是可能與極地渦旋有關:北極空氣向南傾斜會給生活在遠低於北極圈的人們帶來危險的狀況。ArCS II 項目將說明北極地區的氣候和環境及北極冰河如何與全球氣候系統緊密相連,這是地球上海洋數據的空白區域。        JAMSTEC 透過科學研究商業化促進民營機構和公務部門的創新其中一個例子是:JAMSTEC 和京都大學開發的人工智慧(AI)模型"Ocean Eyes",可以預測漁業的最佳漁場,該項目由日本科學技術廳的 CREST 計畫贊助。為了確定最佳漁場,Ocean Eyes 使用來自衛星和海洋物聯網感測器的資訊,並通過深度學習模型進行估算。與聲納和無人機等其他方法相比,它的覆蓋範圍要廣泛得多,這些方法在漁場之外是無效的。該技術可以通過縮短漁船尋找漁場的時間來減少漁船的燃料和排放,並有助於可持續地管理海洋資源。Ocean Eyes 的聯合創始人Kasahara Hidekazu表示對於以鰹魚為目標的遠距離漁船,欲尋找良好漁場,燃料的消耗是一個主要因素,約佔運營成本的 20% 到 30%。如能將燃料成本降低約 10%,使捕魚船隊能夠降低搜索成本,低成本捕撈有助於實現漁業的捕撈配額和產業的永續發展。        Ocean Eyes 的商業服務稱為"Fishers Navi",是一種漁業深度學習和數值模型的預測工具,可在移動設備上使用。它將海面溫度數據與氣象衛星資訊相結合,每小時更新一次,以方便的地圖格式自動消除雲層覆蓋。Ocean Eyes 還與日本地方政府合作,以提高當地漁業的效率和永續性,目標是將服務從日本和太平洋擴展到美洲和歐洲。Ocean Eyes 總裁 Tanaka Yusuke認為,這項努力可使漁業數字化,如果漁民能夠維持低成本作業,就可以為實現捕撈限制和整體海洋的永續發展做出貢獻。透過科學研究和新創產業,以實現地球所依賴的海洋的永續性,日本將繼續追求永續發展的目標。【延伸閱讀】- 智慧魚網「Game of Trawls」之開發將拯救數百萬海洋生物
【增匯】從醣出發 為淨零排放解方
2022/07/21
永豐餘學院院長何壽川今(19)日出席「農業的醣經濟」科技論壇,提出「斯土為本、從醣出發」,為2050淨零排放解方之一。何壽川表示,面對戰備糧食安全和氣候變遷的挑戰,農業是根本,也是台灣最富饒的資產,重新定義和建構新農業,讓其副產品能全循環利用,新農業的發展或將成為下一代的護國神山。        何壽川表示,土壤是陸地生態系統中最大的碳庫,當植物凋落在土壤裡就轉成有機質,裡頭的腐植質可固存碳,聯合國COP21更倡議,每年將土壤中的有機固碳量增加千分之四,可中和全球人為溫室氣體排放。        目前全球已有40%的綠地逐漸沙漠化,如何使沙漠變綠洲,何壽川建議,應從提升土壤有機質、造林創造碳匯到農食剩正確回收運用等三方面來施行,就能確保糧食安全和減緩氣候變遷。        台灣的農地、森林與竹林的碳匯條件優厚,何壽川表示,80萬公頃農田土壤有機質提升、220萬公頃林相復育,再加上18萬公頃的竹林活化,預估一年有6,300萬噸CO2碳匯潛力,相當於台灣2050淨零排放規劃中的碳匯目標數值。透過良好的土壤碳匯管理技術,可促進土壤的經營邁向永續,強化農林竹業面對氣候變遷的抵抗力,並創造碳權、增加農業產值。        農食剩的正確處理能降低廢棄物、減少經濟損失,還能在淨零減碳上有所貢獻。何壽川說,台灣每年農業、食品加工業、家戶剩食、民生污泥等農食剩約3,000萬噸,若能把農食剩轉為沼氣,不僅降低廢棄物量,還能創造綠電、減少碳排。以20MW沼氣發電規模設計基礎下,推估3,000萬噸農食剩每年可發電量達55億度電,佔全台總發電2,801億度電的2%,同時又可減少碳排近1,400萬噸CO2。        何壽川認為,在尋求碳中和永續與經濟共榮的契機下,農業將不再是過去的窮產業,且會引導新一代人回到農業裡去做較複雜的全循環工作。新農業應不僅是為了淨零減碳,而是它本身就是非常大的產業鏈,且需要和外部科技做結合,才能完成農業科技循環經濟的路徑,創造發展利基。【延伸閱讀】- 剩食導致氣候變遷
比起友善農業,集約農業能為物種和碳存留出空間而保護生態
2022/07/06
大多數物種在「節約土地」方法下的表現,比在「農業試圖與自然共生」更好,因為友善野生動物的農業仍然破壞了多數的生物多樣性,並且需要更多的土地來產出等量的食物。這是一項研究所得出的結論,該研究考慮了來自五大洲的2,500多種單獨評估的植物、昆蟲和脊椎動物等物種。此篇由Andrew Balmford教授指導的回顧還表明「土地節約法」註1可以封存更多的碳註2,如果將之應用在海洋,可能會有益於海洋生物。他說:「在不造成大規模物種滅絕及破壞氣候的情況下,思考出如何為110億人提供(足量的)食物、衣服和電力,是本世紀最大的挑戰,且滿足人類需求的同時要維持生物多樣性,表示將面臨極大的權衡取捨,而研究證據開始朝一個方向前進。」         Balmford在今天《動物學》期刊上發表的一篇論文中指出,確保我們可以從已經耕種的土地和水中獲得最高程度的生產,使剩下的荒野之地免受奶牛、犁(耕作的工具)、鏈鋸(電鋸)和漁船拖網的傷害。Balmford說:「如果棲息地保持完整,大多數物種的處境遭遇會好很多,而棲息地完整就表示要減少耕作所需的空間。因此,耕作區域需要最大限度地提高生產效率。有些物種在傳統農田茁壯成長,特別是在歐洲,輕度放牧可以模仿大型史前哺乳動物曾經造成的"干擾",為許多原本掙扎生長的物種創造棲息地。因此,一些低產農業應該被考慮在內,但前提是維持在低度的程度。」由英國政府委託的國家糧食戰略(NFS)在夏季發佈,內容建議採用Balmford的「三分」模式,利用高產農業為更多受保護的棲息地留出空間,以及保護傳統農業地區的農田相關物種,構成新型「農村土地利用框架」的基礎。NFS指出,如果英國要達到淨零目標,大約21%的耕地未來需要一定程度地再野化註3或用於生物燃料,而整個底層三分之一的耕地只生產英國15%的農業產出。        Balmford的最新論文總結了十年來關於「作物生產和生物多樣性間平衡關係」的全球研究。這包括由劍橋大學主導對印度和西非鳥類及樹種的研究,發現如果實現了本世紀中葉的糧食目標,所有物種都是「輸家」;但若在極端土地節約下,更多物種生活得「最不壞」,所以集約耕作能有更多的自然棲息地。Balmford說:「同事們已經從墨西哥、南美洲彭巴草原到哥倫比亞及哈薩克當地複製了這些發現。多數物種都會特別適應某種環境,即使是輕微的干擾也會降低它們的數量。這就是為什麼即使輕度的耕作,這麼多的物種仍會減少。」用保留和增加棲息地來創造自然鑲嵌的景觀,主要是高產農業,不僅可以保護孤立地區的物種,還可以讓它們「播種」,使種群恢復,重新穩定生活在各地區和國家。Balmford 強調了英格蘭東部萊肯希思附近成功恢復占地只有4平方公里的濕地,自1995年以來這裡就被胡蘿蔔田覆蓋,現在則成為氣候變化下白鷺向北擴散的起始點,也是300多年來在(英格蘭東部)沼澤地區看到的第一批繁殖鶴的基地。除了生物多樣性的好處之外,來自安第斯山脈、美國和英國等地的新證據表明:「土地節約」是應對氣候變化的盟友,因為如果高產的生產模式能提供更多的自然植被,碳存程度就會更高。        Balmford之前的研究顯示,如果將英國30%的土地留給森林和濕地,到2050年,它可以儲存足夠的碳來抵消幾乎所有英國農業的碳排放,並為英國的野生動物提供龐大的推動力。Balmford 說:「進行"土地節約"並非只專注在支持產業生產,提高農業產量也表示對小農及採用以自然為本之農業科學的鼓勵。」例如,當數百萬中國農民轉向一種與當地土壤和氣候條件相配的簡單系統時,產量提高了11%,而肥料使用量下降了六分之一。在稻田裡養殖鯉魚,魚會吃害蟲,其糞便可做為肥料,而牠們本身就是一種額外的作物,是利用自然生態系統的眾多可能性之一。像是促進水稻光合作用的新興技術也為可持續高產帶來了希望。        近年來,研究人員利用「土地節約」的概念來研究娛樂消遣、林業甚至城市規劃,早期證據指出這種方式是以最低的自然成本,來滿足人類需求的最有希望的方式。旅遊業者透過將游客集中至野生區景觀的小部分區域,來減少對野生動物的影響;而紐西蘭對其森林採取「節約」的方式,超過70%的森林現在已經受到保護,所需木材則從松樹種植林的部分區域集中採伐。早期研究顯示:「節約」哲學也為枯竭的海洋帶來了希望。透過水產養殖和當地集約化捕撈就可以提供足夠的「產出」,使「禁漁區/海洋保護區」能大幅擴張,且避免所有開放水域花費在嘗試調節設備及漁獲量的成本。然而,對高產技術的支持必須與拯救或恢復棲息地串聯在一起,而不是被用來增加利潤。在印度及巴西亞馬遜地區,向小農提供財政支援或進入高價市場,與為了保護森林而進行的土地使用限制,兩者聯繫起來,已經證明是成功的。        Balmford表示:「非常重要的一點是公眾要向企業和政府施壓,要求他們承諾為自然保留土地。如同排放一樣,對棲息地造成最大破壞的組織可能會發現他們越來越難以隱身。一些大公司,通常是土地轉換(土地用途更改)最嚴重的違法者,實際上能夠比許多民主政府考慮更長遠的問題。」Balmford的部分研究是來自劍橋學者David MacKay的啟發,他在2016年死於癌症,年僅48歲Mackay對永續性持嚴肅態度,堅持低碳作法只能在產出程度相同下,才能進行有意義的比較。否則,人類可能會分神在無法滿足能源需求的解決方案上。同樣地,只有當農業系統實質地滿足社會的糧食需求時,才能進行有用的比較。Balmford說:「如果人們處於飢餓狀態,你無法說服他們要拯救自然。我們需要確保的是,在保護地球的同時能從生物圈中獲得足夠的糧食。如果我們要中斷生態浩劫,對自然的保護就必須是務實的。」 註1:「土地節約」是指將大量農地復育成林地或泥地,有助於增強土地涵養溫室氣體的能力,因而減少大氣中的溫室氣體含量。 註2:「碳封存」是指將二氧化碳以各種形態儲存起來。自然界中碳主要封存在海洋和植物(或行光合作用的生物)中。 註3:「再野化」是指讓土地重投複雜、多元的自然演化過程,是一種恢復和保護生物多樣性的方法。【延伸閱讀】-  一種永續的耕作方式- 永續土壤管理,拯救地中海土地
【綠趨勢】衝綠電、增漁獲!漁電共生專區1.2萬公頃 拚4.4GW
2022/05/12
我國已公布2050淨零碳排路徑圖,以太陽光電為我國能源轉型推動主軸。經濟部今(7)日表示,除地面型光電外,規劃漁電共生4.4GW為推動目標,並在彰化、雲林、嘉義、台南、高雄、屏東已經公告12,533公頃漁電共生專區。        行政院副院長沈榮津日前參訪由雲豹能源與台鹽綠能於2020年聯手共同於台南北門區三寮灣打造「智慧漁電共生溫室大棚及養殖數位分身示範基地」,他表示,政府秉持著「漁業為本、綠能加值」之精神,以結合並維持農業經營為原則,推動太陽光電及協助導入智慧養殖技術,並透過訂定相關規範保障原有承租農漁民的權益,跨部會合作與地方政府共同推動漁電共生。        經濟部表示,政府主動劃設漁電共生專區,由農委會盤點無生態疑慮漁塭、經濟部完成環社檢核、內政部完成海管審查及台電布建饋線。將以兼顧養殖、生態、光電的理念,作為充分表現政府以漁業為本,並兼顧綠能發電的良好典範。在彰化、雲林、嘉義、臺南、高雄、屏東已經公告12,533公頃漁電共生專區。        經濟部表示,能源轉型在世界各國正風起雲湧,我國日前公布2050淨零碳排路徑圖,透過大力發展再生能源,提升國家與產業在國際上的競爭力,其中又以太陽光電為我國能源轉型推動主軸。光電發展在屋頂型持續建置,在地面型光電則是以土地複合利用為主軸,優先推動具社會共識及無環境生態爭議場域,並規劃漁電共生4.4GW為推動目標。        經濟部指出,以台南北門區三寮灣「智慧漁電共生溫室大棚及養殖數位分身示範基地」為例,係由雲豹能源、臺鹽綠能串聯資策會等多家業者共同投入,並以室內養殖設施形式來量身打造,整體養殖場面積約390坪,屋頂架設太陽光電系統共179.8kW,目前年發電量可達28萬6,705度,發電量表現優於原先預估值,預計20年可發電約430萬度,約可減碳218.5噸。        根據農委會水試所試驗成果指出,室內養殖在導入自動化設施之後,與戶外傳統養殖相比,平均漁獲量約可達四倍以上。可見光電讓養殖再加值,漁電共生真正實現了「漁幫電、電幫漁」的經濟效益。【延伸閱讀】- 利用太陽能智慧裝置維持養殖漁池水質的穩定
日本最新『森林・林業基本計畫』
2022/04/27
2021年日本內閣政府通過最新『森林・林業基本計畫』,本次基本方針以「綠色成長」為主軸,根據森林及林業周邊情勢變化,約每5年進行一次滾動式修正,而提出具體相關措施和執行目標。 綠色成長帶來富裕的社會經濟環境   新『森林・林業基本計畫』,以提升林業與木材產業永續性,促進其產業化成長與發展,進而讓人們能享受森林富有多樣性功能,從而改善社會經濟生活和實現2050年「淨零排放」的目標,為整體環境朝向全方位的“綠色成長”,其新基本計畫的要點如下: (1)森林資源的適當管理與應用 為利於森林資源之循環應用,導向多樣化且健全的森林外在景觀,推動重新造林,以及由不同年齡和高度的樹木組成的森林(複層林),同時,加速自然林的保護管理和國土強韌之措施。 (2)推動「新林業」措施 從採伐、重新造林至水土保育,利用新技術導入,朝向收支正向成長的「新林業」邁進。除此,培育「長期永續經營」的林業經營體系。 (3)強化木材產業的競爭力  建立能與國外木材抗衡的供應體系,以提升國際競爭力。除此,讓地方中小型工廠符合地多樣性需求,提供各種產品生產製造,以提升在地競爭力。 (4)創建都市 “第二森林” 開發中高級建築和非住宅領域對木材之新需求為目標,藉由木材使用,讓碳可以儲存在都市中,防止地球暖化。 (5)創造山村新價值 在山村地區,大力推展森林服務業,以擴大相關人口為目標。 此外,為了維護村莊聚落,促進農林用地的管理和利用等各項合作活動。 林業永續經營之綜合戰略   本基本計畫中,作為政府全面性所採取綜合戰略,以「發揮森林多面向功能之相關措施」,「林業永續健全發展之相關措施」以及「確保林業產品供應和運用之相關措施」為三大戰略對策。其中,在「發揮森林多面向功能之相關措施」方面,為了有助於「淨零排放」目標的實現,採取以適當間隔伐木的「間伐」措施,並透過「保安林」的指定,對天然林作適當管理和保護。   此外,為了確保和加強中長期的森林吸收量,增進「精英樹」( Elite tree) 的再造林,並透過製造過程中相對消耗較少能源的木材,以及木質生物質(Woody biomass)能源之應用,以減少二氧化碳排放量。   另一方面在「林業永續健全發展之相關措施」中,也列舉利用無人機運輸苗木,以降低林業成本、採用優良樹種以縮短採收期、對林業工作的省工省力化等 “新林業” 推動措施。其他,建立發揮主導作用的林業經營體系,新進就業者的人才培育與確保,以及改善林業從業人員之工作環境等相關措施。   在「確保林業產品供應和運用之相關措施」方面,透過穩定提供原木、增強木材行業的競爭力,以及取得木材的新需求,來擴展國產木材的使用範圍(圖1)。具體而言,以地方為核心區域,讓林業經營體系發揮協調作用,增強對木材和膠合板廠等的價格議價能力,往穩定供應原木的體制方向轉變。另外,為了加強大型工廠的國際競爭力,持續強化加工和配送設施效能,以較低成本且穩定地供應產品。 除此,在中小型製材廠等方面,以生產高單價的地方型木材產品,以及以彈性靈活的方式,滿足較細緻產品的需求,進而強化地方競爭力。   此外,更重要的是開發住宅領域以外對木材的新需求,特別是積極開發在都市中的非住宅領域和改造等需求。其相關的的政策,以開發民間在非住宅領域的需求為導向,透過擴大使用「一般流通材」(指主要使用於房屋的木材)的低成本建築實例,開發和擴展耐火材料和CLT (Cross Laminated Timber),以及使用這些材料的建築實例,累積各種設計和施工知識。在改造需求方面,開發設計性和功能性優良的室內裝潢材料,並在木製柵欄等外部設施中,應用防腐木等高耐久性產品。 擴展日本國內林業產品供應量   在本基本計畫中,訂定 2030 年日本林業產品之供應量及使用量之新目標。 其中,在國產林業產品的使用量方面,作為森林維護和妥善應用前提下,木材供應量目標為4,200萬㎥,與 2019 年相比增加了約 35%,(圖2)。另外,關於2030年建築用木材使用量,目標設定為2,600萬㎥,國產木材佔總需求量的比重將提高到60%以上。 除相關政策得以順利推動與達成目標之外,強化與各相關部門和機構串聯,並整合與地方公共組織和民間企業合作,促進木材使用率。
陳吉仲專訪》農產品標示碳足跡 雞豬米與魚類先行
2022/04/15
有愈來愈多人選購商品,會先檢視該產品是否有碳足跡標籤。目前市面上已經有有少數食品如醬油、餅乾等會標示碳足跡,消費者也傾向選購碳足跡低的商品。農委會主委陳吉仲表示,將規劃對主要農產品標示碳足跡,如目前國人食用較多的雞肉、豬肉還有稻米以及魚類等水產品。   所謂的碳足跡標籤(Carbon Footprint Label),是一種用以顯示公司、生產製程、產品(含服務)及個人碳排放量之標示方式,指一個產品從原料取得,工廠製造、配送銷售、消費者使用到最後廢棄回收等生命週期,各階段所產生的溫室氣體,經換算成二氧化碳當量的總和。 農產品碳足跡有公式可算 要淨零排放 勢必要揭露   國內目前對農產品的標示中並未包含碳足跡,但要達到淨零排放目標,未來碳足跡標示勢必成為必要揭露內容。陳吉仲說,國際針對農產品的碳足跡都有標準公式,例如每公斤雞肉可產生多少碳排量,運輸過程中累加的碳排量,也都已有既定標準公式。   為達淨零排放目標,陳吉仲說,未來國內農產品標示碳足跡,可讓民眾了解國內產品與進口產品碳足跡差異,初步建議可選定民眾較常食用的農產品,如雞肉、豬肉,還有稻米及魚類等水產品,未來將透過跨部會討論後實施。   由於目前我國雜糧作物如大豆、玉米等都高度倚賴進口,確保國內雜糧作物的栽種面積,可有效減少相關產品碳足跡,還能確保我國糧食安全。   陳吉仲表示,國內大豆種植面積希望可達到一萬公頃,未來可供應至少一成的國內食用大豆所需,另外會加大推動飼料玉米種植,如硬質玉米第二期將達到三萬公頃種植面積,後年高粱的種植面積也將達到三千公頃,未來金門酒廠釀製高粱酒的原料,就會是低碳足跡的國產履歷高粱。
陳吉仲專訪》善用農業再生能源 2040年台灣農村供電拚自足 還可賣電
2022/04/15
農委會推行淨零排放策略的途徑之一是發展綠能,農委會主委陳吉仲表示,綠能的來源之一包含循環農業可產生的再生能源,將畜牧場的動物排泄物或是農業廢棄物轉化為沼氣,並透過沼氣發電,不僅可減少過往嫌惡設施之虞,未來台灣所有農村用電不僅可自足,還可能有餘裕賣電,增加農民收入。 畜牧場沼氣發電 解決惡臭還供電    總統蔡英文上任後致力發展綠電,陳吉仲表示,農業部門原定在二○二五年發電量達到九GW(百萬瓩),現在看來可再增加三GW,變成十二GW,也一定會達成目標,並且鎖定二○四○年要達到農村發電自給自足。   根據農業部門具體訂定的二○四○年淨零目標,包括要達成減少溫室氣體排放五十%、推動國公私有地造林面積、提昇國產材自給率、建立農林漁畜低碳永續循環場域、農業綠能發電滿足農業用電比例達百分百等多項執行目標,全面加速推動我國農業淨零排放措施。   陳吉仲說,今年就會在彰化、嘉義等地擇定十個場域建立循環農業示範區,他舉例,比利時一座有三萬人居住人口的農村鄉鎮,該鄉鎮所有用電都來自沼氣發電廠,主要透過廚餘、畜牧排泄物、過剩農業廢棄資材等來做沼氣發電,且電廠高度自動化運作,僅需三名人員操作。 今年在彰嘉10處 設循環農業示範區    除現行推動畜禽舍屋頂搭建太陽能光板外,陳吉仲說,未來台灣的好幾千個農村也可利用在地的資源來發電,不僅可以完全供應該農村用電,若有多餘的電,還可以再賣電給電力公司,增加農民收入。   我國訂定的能源目標之一是希望分散電網,陳吉仲表示,農村透過剩餘資源來建立屬於再生能源的沼氣發電設施,不僅能減少碳排量,更符合公民電廠的概念,並且讓電網分散,對國家用電整體安全有助益。   畜牧場由於會有排泄物等問題,往往是很多民眾眼中的嫌惡設施,隨著農委會補助畜牧場改成水濂式畜舍場後,不僅減少許多畜牧場的氣味,陳吉仲說,隨著沼氣發電廠可供應農村用電所需,也有機會解決畜牧場設立後的鄰避效應。
農委會主委陳吉仲:台灣農業碳權 年估75億產值
2022/04/15
農委會去年九月成立淨零排放專案辦公室,盤點國內目前農業可提供的碳權交易超過五百萬公噸,以國際二氧化碳排放交易最保守行情一噸五十美元計,每年可達兩億五千萬美元(約七十五億台幣),國內農業產值已有五千多億元規模,未來在碳權交易助攻下,可增加農民收益。   台灣去年同時面臨五十六年來乾旱與水災,氣候變遷衝擊農業部門最鉅,農損金額從二○○九年的二九一億元,到二○一六年的三八三億元,增加逾三成,且十八年後,台灣的整體溫度將上升一.五度,全面衝擊台灣農業。 協助農民取得碳權 賺得收益   農委會主委陳吉仲接受本報專訪表示,農業部門六年前啟動選育抗逆境品種等相關調適策略,但追根究柢還是得從「淨零」著手,尤其國際能源組織(IEA)已明定廿八年後不再使用石化能源,並減少二氧化碳排放量,歐盟明年就逐步實施「碳邊境調整機制」,進口至歐盟的產品都得購買碳權。   台灣要達到淨零排放目標關鍵,陳吉仲認為在於農業提供的碳匯搭配環保署的碳權抵換專案,農委會會協助農民向環保署申請碳權抵換外,今年以方案型或計畫型協助農民取得碳權,讓農民在農作物收穫外,還可取得收益。由於循環農業等減碳設施需要費用,農民有貸款需求,農委會將推出優惠措施責成綠色金融。 今年將建10個淨零示範場域   「過去是農業支持工業,現在是農業、工業要相互合作,才能走到世界市場。」農漁畜牧業栽種或養殖過程中,同樣也會產生二氧化碳,農委會推動循環農業,將力拚農業碳排量降至零。陳吉仲表示,今年會建立十個示範場域,未來目標建立千個示範場域,透過該場域建立農村發電自給示範點。他強調,台灣超過千座農村社區若都能自行供電,更符合電網分散的國安策略,未來用電有餘還能賣電,也可以增加農民收入。
【增匯】城市樹木和土壤的碳匯比我們想像的多
2022/03/29
樹木和土壤雖然不像我們一樣有肺,但其實它們一直在「呼吸」。樹木吸收大氣中的二氧化碳,透過光合作用釋放出氧氣,並將碳儲存在樹幹中,當其葉片落地時,土壤的微生物會分解葉子和其他有機物質,並釋放出二氧化碳至大氣中,形成碳循環。事實上,森林儲存的二氧化碳會多於釋放的量,而燃燒化石燃料產生的碳排,約有30%是被森林所吸收,這種效應被稱為陸地碳匯註,因為有陸地碳匯,所以我們並沒有感受到氣候變化的真正影響。   森林是片很大的地質景觀,但實際上森林被道路、建築物、農業發展和太陽能農場等人為開發切割成更小的地塊,此過程稱為「森林破碎化」,因為森林破碎化而創造出更多的區域,這些區域稱為「森林邊緣」。長期以來,人們一直認為森林邊緣釋放和儲存碳的速度應與森林深處相似,但波士頓大學(Boston University, BU)的研究團隊卻有不同的發現:美國東北部溫帶森林邊緣的土壤和樹木,其表現與遠離人類的地方不同。森林邊緣的樹木生長速度快於森林深處的樹木;而且城市地區的土壤可以儲存更多的二氧化碳,城市森林不再被認為是僅供休閒娛樂的場所。   美國農業部的計畫監測與分析了全國各地森林的樹木大小、生長和土地利用情況,研究團隊利用這些數據研究了逾48,000個森林地塊,比較森林邊緣與森林其他部分的樹木生長速度,發現樹木在森林邊緣(距離邊緣約100英尺)的生長速度幾乎是森林深處的兩倍,這可能是因為森林邊緣的樹木與森林深處沒有競爭關係,所以它們獲得了更多的陽光,而樹木長得越多,所吸收儲存的碳就越多。   此結果並不表示森林破碎化是從大氣中吸收更多碳的解決方法,雖然森林邊緣的碳匯變多,但卻不能補償喪失森林的負面影響,像是無法將長期儲存在地下的碳釋放回大氣中。除此之外,還需要考慮森林邊緣樹木對氣候變化的敏感程度,雖然在更多的陽光下會生長得更快,但更高的溫度反而會導致生長速度大幅降低。   另外,研究人員發現森林邊緣的土壤也會受到森林破碎化的影響,一篇發表在《全球變化生物學》關於森林邊緣土壤的論文提到:土壤中含有大量的細菌、真菌、根和微生物,它們在工作和活動時也會吸收和排出二氧化碳。森林邊緣的土壤不僅比森林深處釋放更多的碳,而且土壤在農村和城市森林中扮演的角色也大不相同。研究團隊利用一年半的時間調查美國麻州(Massachusetts)已開發和未開發地區的八個地點,除冬季外,每隔兩週測量森林邊緣與森林深處土壤的溫度、濕度及從土壤中釋放的碳含量。   結果發現,在人口和建築物較少的農村地區,森林邊緣因較高的溫度導致葉子和有機物分解得更快,比起森林深處陰涼區域,森林邊緣的土壤微生物會釋放更多的二氧化碳;而在地面更熱、更乾燥的城市森林中,這些土壤卻停止釋放出更多的碳,但長期影響仍不確定。由研究結果推論,城市土壤可能具有比預期更多的碳儲存能力。   雖然發現城市樹木和土壤能儲存更多的碳,但農村或城市地區森林邊緣的樹木可能更易受到極端高溫和乾旱的影響,而且目前尚不清楚隨著地球暖化,這種碳匯的增加是否會持續下去。加上氣候變化可能會加速土壤流失碳匯,而森林將近一半的碳都儲存在地下,因此隨著城市和國家承諾種植更多樹木以遏止氣候變遷的影響時,還需要考量森林邊緣種植新樹的地點,使儲存的碳含量增加。【延伸閱讀】生物多樣性高的森林更能長期穩定固碳 註:碳匯(carbon sink)-自然界的碳被固定在海洋、土壤、岩石與生物體中,即為碳匯。海洋、土壤與森林是地球上主要的碳匯。
【增匯】森林碳匯 淨零目標的關鍵
2022/02/25
國發會即將在三月發布台灣的淨零路徑,在淨零目標下,除了致力於減排的各種方案外,不容忽視的是「森林碳匯」。   淨零目標可謂是人類共同的「集體型計畫」,以經濟的術語,就是典型的「計畫型經濟」,為了世紀末不增溫二度或甚至不超過一點五度,為了人類的永續發展,人類必須捨棄以化石燃料為主的發展模式,朝向低碳並中和的道路。   淨零排放在一定程度上就是「歸零」的最後通牒,但是,淨零不是、也不能消除所有碳排放。淨零只是要確保所有人為產生的二氧化碳或會造成地球增溫的氣體,在無法完全避免以及封鎖的情況下,可以被有效移除一定的數量。淨零目標是以碳排放與碳移除達到中和的程度為依歸,意味著世上仍有碳排,仍允許抵銷,而不是完全處在「零碳排」的境界。   以森林碳匯而言,論者常以碳匯是否「新增」為考量,殊不知,新增造林固有助於有效移除碳排,但既有的碳匯除固碳此一視野外,亦有其歷史、文化、政治、生態的多重意義,也因此,在考量碳排放與碳移除之森林碳匯角色時,不能拘泥於能否新增固碳一隅,還應依照「碳主權」思維,兼及環境效益,藉以調和碳匯及其外溢之氣候時代價值。   企業自主選擇抵銷以及購買碳額度權益,在國家碳意識的框架下,必須有一定的限制,亦即,必有一部分的抵銷或碳額度交易應有助於國家自然碳移除的永續建制,藉以確保國家的永續物質條件以及世代所需的物質環境。南美的蘇利南、亞洲的不丹與中美洲的巴拿馬,都是以其固有之森林碳匯以及後續的再生能源而提前達成淨零目標。可見,就國家而言,淨零中的森林碳匯,其意義與價值都包括既有森林碳匯(權)之歷史累積以及未來碳匯(權)之衍生意義,都是國家的重要碳資產,應納入淨零之策略考量。   企業若僅在意碳排放的「費」與「稅」,而不思考其企業營運與發展跟社會、國家的關係,是落伍的企業自私思想。在碳主權的法律設計上,應該納入企業的碳責任,根據共同但有差別及永續發展原則,以排放者付費的精神,將新增取得之「費」或「稅」用於改善碳排,增益碳匯,更應該用以維繫社會公正轉型,確保國家之永續不墜。以燃煤電廠為例,即使徵收的碳費或碳稅,而認定「碳排放與碳移除達到平衡」,但其他緊隨碳排而來的硫化物、汞和致命空氣汙染物,都仍是危害因子,不可在制度上偏廢。   森林碳匯的科學量測及驗證與工業部門的碳排查驗不對等,反映在抵銷或碳匯(權)與碳排放額度兌換的制度設計上,就要有差別性作法。換句話來說,碳匯與碳額度之抵換或兌換並不是一比一的關係,才可反映其多重意義。這樣的合理且必要的差別換算,有愈來愈多的人已意識到並願意支持,這是碳主權所需的民意基礎以及正當性,值得執政者重視。【延伸閱讀】生物多樣性高的森林更能長期穩定固碳
【增匯】分析土壤及作物管理成為日本農業生產新興服務
2020/12/31
日本松下公司推出「栽培導覽醫生」的農業服務,可支援作物生產服務方案,透過分析土壤和作物來管理生長狀況。   為了穩定農作物的品質與產量,土壤管理也成為農作生產時重要的環節,而日本松下公司提供「土壤綜合診斷」、「土壤定點診斷」、「農作物診斷」三種診斷服務,也成為日本農事生產的新興職業服務。   「栽培導覽醫生」可在種植階段讓土壤與作物可視化,定期分析土壤與作物,並作為因應措施,給予肥料種類或施肥量的多寡提出建議。例如:作物現在正處於甚麼狀態呢?對於作物概況或生產的預期需求呢?,均可經由該農業服務診斷來找出解答,希望建立穩定且有效的種植方法,並逐漸減少化學肥料與農藥的過度使用,降低對環境的影響。 (一)土壤綜合診斷服務:全面性診斷肥前的土壤狀態   分析光合作用不可或缺的鎂元素、有機種植所需的礦物質等營養素共26個項目(水稻則為27項),能夠有效掌握作物在種植過程的所需成分,是否過多或是不足,同時能夠針對問題,從而支援適合作物的最佳土壤的製作。此服務同時可以應用於減少農藥、減少化學肥料,並且促進有機栽培等。   26項土壤營養分析之價格為15,000日圓(未稅),如果作物為水稻的話,則會多追加1個項目之費用。【延伸閱讀】以透地雷達透視地表下的秘密 (二)土壤定點診斷服務:根據作物不同的生長階段,進行土壤診斷   利用土壤定點診斷服務,能夠知道作物生長時,其中土壤所需的條件、成分,以及其中有無過多或不足的情形。對於有生長遲緩或是發育不良等情形,或是開花情況及結果率不良,甚至發生病蟲害的時候,使用該服務都能夠有一定防治效果。   20項土壤營養分析之價格為10,000日圓(未稅),12個項目則為,5,000日圓(未稅)。如果作物為水稻的話,則會多追加1個項目之費用。 (三)農作物診斷服務:種植中或是已經收成的農作物,均可使用該診斷服務   農作物診斷服務檢測收穫農作物的糖度和酸度、光合作用產生的葉綠素、核心的苦土與植物細胞生長有關的交換性石灰與交換性鉀、以及與胺基酸有關的硝態氮、與滲透壓吸收相關的鈉等8種項目的分析。能夠充分掌握農作物在生長過程與收成之狀態。
【增匯】生物多樣性高的森林更能長期穩定固碳
2020/02/12
隨著氣候變遷對全世界的影響逐漸增加,開發能減少化石燃料排放或增加碳固定的方式已成為各地重要政策實行方向。因為樹木在光合作用過程中會將空氣中的碳固定於樹幹中,人工造林和促進現有森林恢復是強化陸地固碳和緩解氣候變遷的主要策略。物種豐富的天然林相較於樹種單一的短週期性的人工林具有更高的固碳優勢,但尚不清楚長期存在的(商業性或非商業性)人工林與天然林之間碳捕獲和儲存的速率差異。   哥倫比亞大學(Columbia University) 則針對印度西高止山脈的森林進行研究,當地有天然林和造林相關的保護法,禁止從保護區內的單一優勢人工林和天然林中提取木材。研究人員比較了這兩種森林分別在潮濕和乾燥氣候下,捕獲和儲存碳的能力。【延伸閱讀】符合永續性的固碳系統   研究發現,柚木(Tectona grandis)和桉樹(Eucalyptus spp.)人工林的碳儲存量比天然常綠林低30-50%,但與潮濕落葉林的差異不大。人工林在濕季的平均碳捕獲率比天然林高4-9%,但在2000-2018年的旱季,人工林的碳捕獲率卻低了29%。由以上結果顯示,即使在某些情形下人工林的碳捕獲速率可以與某些天然林媲美,但人工林仍無法達到天然林的長期穩定性,尤其是在乾旱和其他氣候擾動加劇的情況下。   許多國際活動包含Bonn Challenge和Paris Climate Accord都希望促進森林的覆蓋率,以緩和暖化危機。雖然印度政府已投入大量資源恢復天然林,但在2015年至2018年間重新造林的地區中,仍有一半以上是種植五種或少於五種樹種的人工林。在植樹造林計畫中只關注少數樹種可能更為容易,但若需要提高固碳效果,還是得要促進生物多樣性的保護。相關研究發表於<Environmental Research Letters>。

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