全球暖化是由於溫室氣體在大氣的濃度升高，引發溫室效應導致大氣和海洋因溫度上升而導致氣候變化的現象。除人為活動造成大量的碳排放外，自然界中也充滿許多可能造成碳排增加的因素，舉例而言，由巴拿馬史密森尼熱帶研究所(Smithsonian Tropical Research Institute，簡稱STRI)、英國愛丁堡大學(University of Edinburgh)等機構組成的研究團隊便發現，土壤溫度越高將釋放出越多的碳到大氣中。 　　研究團隊發現，大氣溫度的上升將導致原本儲存在土壤中的碳逐漸釋放到大氣中，這個現象將使大氣的溫室氣體濃度再次上升，逐漸提升全球暖化的程度。研究團隊以具有溫度梯度變化的山區進行實驗，將平地採集的土壤分別放置在高山(即低溫)及平地(即高溫)的共4處樣區，藉由3,000公尺的海拔變化中，觀察土壤、土壤微生物在其中的變化，並記錄碳排放的多寡。研究發現，當溫度變高時，環境微生物及酵素等活性將會提高，這也導致土壤的碳排放量將因此提高，進而形成土壤碳排影響大氣溫度，大氣溫度又再次影響土壤碳排的正回饋循環(positive feedback loop)現象。研究團隊認為這樣的正向循環現象恐將是導致全球逐漸暖化的主要原因之一。【延伸閱讀】巴黎協定5週年！聯合國籲各國 進入「氣候緊急狀態」 　　研究團隊的這項發現證實正回饋循環現象恐將是導致全球暖化的主因，研究團隊也希望未來能針對低地熱帶林等樣區在內，加入更多田間研究，以完備整個理論。 　　該研究由英國國家自然環境研究委員會(Natural Environment Research Council，簡稱NSRC)、澳洲研究委員會(Australian Research Council)、歐盟研究委員會(European Research Council)等單位的計畫資助，相關研究成果已發表在<Ecology Letters>。

以色列農業研究組織(Agricultural Research Organization，簡稱ARO)轄下的以色列植物銀行(Israel Plant Bene Bank，簡稱IGB)長期蒐集區域性蔬菜、糧食作物的種原，以確保在因應全球氣候變遷時所面臨的挑戰。近期由於極端氣候事件頻傳，以色列各地的植物多樣性正逐漸銳減，以色列農業當局藉由各方數據判斷，極端氣候造成的耕作環境改變，加上病蟲害發生頻率增加的情況下，恐造成糧食安全危機。 　　以色列植物銀行長期致力於維護植物遺傳多樣性，根據以色列植物銀行的研究顯示，以色列被認為是許多作物的遺傳多樣性中心，其特色物種包含穀物(例：小麥、大麥、燕麥)、豆類(例：碗豆、小扁豆、鷹嘴豆)、果樹(李子、梨、無花果)、蔬菜(大蒜、胡蘿蔔、高麗菜)、香料作物(鼠尾草、茴香、牛膝草)、生產性作物(亞麻、三葉草、苜蓿)等，均列為種原保護的目標物種。【延伸閱讀】中國在種苗發展近況及對未來展望 　　除了以色列政府當局保存舊有的種原外，當地當地也有許多如Top Seeds International與Origene Seeds等種苗業者，致力於開發新興雜交作物，以因應全球各地所需的產品。Top Seeds International為一家總部設立於以色列當地的跨國種苗公司。該公司提供抗氣候變遷、具韌性的新品種，包含番茄、胡椒、黃瓜、茄子、甜瓜、西瓜等作物。Origene Seeds公司則於今年發表4種新興瓜類產品，包含甜度大為提升且可延長產品保存期限延的甜瓜與哈密瓜、這些瓜類多源自於西班牙當地，經Origene Seeds選育；除此之外，Origene Seeds也培育出可種植於露天、溫室中的無子西瓜，商品主要外銷到鄰近的西歐市場，為喜愛瓜果類的消費者提供更多樣化的商品選擇。

全球性大數據分析發現，都市農業有巨大的潛力，可產出多達10%的糧食作物，這對都市農業之於永續發展的貢獻而言是好消息，自從2009年以來，美國Gotham Greens公司於紐約和芝加哥的水耕栽培溫室(hydroponic greenhouses)中培養萵苣，並販售於紐約和中西部高級商店。Gotham Greens的聯合創始人兼執行長Viraj Puri認為，與農村所經營的農業相比，在都市屋頂所栽種的糧食因運輸距離短，不但更為新鮮且減少運輸過程中的碳排放，更能為消費者帶來參與當地糧食生產的溫馨感。 　　2008年卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University)研究人員研究發現，糧食從生產者手中到運送至商店所排放的溫室氣體僅占糧食溫室氣體總排放量的4%，這項結果令人質疑對「食物里程」的擔憂。都市農業栽培與農村相比，某些形式的都市農業會比農村型農業更耗能，尤其是依靠人工照明和氣候控制的室內垂直農場(indoor vertical farms)，像Gotham Greens這樣的企業可以通過水耕系統回收水，但位於戶外的農場無法採用同樣作法，如底特律的戶外農場通常需要灌溉，這是許多市政供水系統難以滿足的潛在問題。 　　2016年雖美國各州對於都市農業已鬆綁限制，甚至通過財政激勵都市農業發展，但實際調查發現，只有三分之一的人是以農業為生，都市栽種糧食作物能否使都市農業更加環保，以及產量是否可滿足需求？仍是一個懸而未決的問題，在Earth’s Future雜誌上的一份對都市農業全球潛力分析，朝上述之疑問邁出一大步，分析內容是由亞利桑那州地理科學與都市規劃教授Matei Georgescu與斯丹福大學、谷歌、中國清華大學、加州大學、夏威夷大學等研究人員共同研究，透過Google的全球搜尋引擎，收集人口、氣象和其他資料，發現如果在全球各都市全面實施都市農業，每年可生產多達1.8億噸糧食，可能占全球豆類、根莖類和蔬菜作物產量的10%，報告顯示產量之龐大，研究人員希望鼓勵其他科學家、都市規劃者和地方領導者，開始更認真地看待都市農業幫助永續發展的潛力。【延伸閱讀】藉分析農業大數據發展智慧灌溉技術以節省水資源 　　該研究也探討了都市農業相關的生態系統服務，包括減少都市熱島效應、避免雨水徑流、固氮、控制蟲害和節約能源。綜合起來，這些額外的益處使全球都市農業每年的價值高達1,600億美元。生態系統服務的概念已經存在幾十年，從經濟角度探討人類從健康的生態系統中獲得的利益已越來越受到歡迎。Georgescu與合作者決定調查都市農業所提供之具有潛力的生態系統服務，團隊首先分析衛星圖像中可能代表植被和都市基礎設施的區塊，並觀察都市中現有的植被分布與適合作為的屋頂農場、空地和垂直農場的潛在位置，並分析生產收益。 　　研究人員發現實現都市農業每年可以節省150億千瓦的能源，相當於美國一半的太陽能電力，還可以吸收高達17萬噸氮，並可防止570億立方米的雨水徑流，這是河流的主要汙染源。研究團隊希望透過此一基礎研究可讓其他人了解如何尋找與分析數據，而芝加哥大學全球環境專案主任Sabina Shaikh則希望透過此研究可幫助政策制定者思考特定地區所提供的生態系統服務效益。 　　而美國與國際上的政策已經改變，主要是以適應和鼓勵都市農業。例如，加利福尼亞州在2014年通過了《都市農業獎勵區法案》，允許將都市土地用於農業用途的土地擁有者可獲得稅收減免。但此想法證明是有爭議的，特別是在高房價的舊金山，除了提高租金之外，異議人士認為都市農業可能使得降低住房密度降低，阻礙住宅開發，並導致人們更傾向開車。若將都市農場設在錯誤地區，可能造成反效果，無法達成原先降低碳排放的美意。雖然都市農業無法完全取代傳統農業，但是卻可以使得人們與食物的關係更加靠近，並讓城市更具環保、樂趣及多樣性。

日本軟銀集團(SoftBank)於2019年7月19日，針對企業主舉辦「SoftBank World 2019」活動，行動網路技術總部野田真本部長以「SoftBank 5G戰略與未來展望」為主題發表演說並表示：「5G（新世代通訊規格）將成為新世代行動服務。」 　　演說中回顧過往電子郵件與照片為核心的「3G」世界，以及透過動畫分享讓生活更精采「4G」行動服務，體驗未來「5G」技術將如何滲透社會與各產業界，藉由人工智慧(AI)和物聯網等新型技術相互串聯下，進而實現更多社會願景。【延伸閱讀】資通訊科技於澳洲農業應用之現況 　　此外，SoftBank的5G使用頻段以3.9GHz與29GHz為主，通訊干擾與覆蓋範圍等問題必須進行改善。野田部長野表示：由於都市基地台已呈現飽和狀態，目前已無可裝置的地方。因此，5G區域發展則須善用「Massive MIMO」(Multiple Input,Multiple Output；多重輸出入技術)，除了基地台數控制在1/5之外，同時等同於4G覆蓋率。 　　野田部長以「未來產業朝向自動化發展，自主律動的未來世界」為主軸，介紹自動化高精準度的定位服務。2019年7月開始進行實驗階段的「誤差公分內之高精準定位服務」，運用RTK即時動態技術(Real Time Kinematic)使得誤差控制在公分之內，實現高精準定位系統，預計今年11月正式啟動這項服務。此外，為了讓既有的基地台能高度運用此項系統，在全國3,300地方設置「獨特標準點」，使得4G區域也能提供此項高精準定位系統。 　　針對農業領域之應用部分，野田部長則以自動化運轉的農業無人機作為智慧農業代表案例，並連袂Yanmar Aguri株式會社開發部日高茂實技術總監進行說明。日高先生強調：「日本農業正面對農民高齡化等困境，為使糧食能持續供應，除了自動化機械運轉技術不可或缺之外，應當將農業產業發展成『食農産業』。」並總結：智慧農業之實現，不僅須要高精準定位服務，能讓AI快速精準解析，5G行動數據也是缺一不可。

海洋如此廣闊，至今仍有需多海底奧秘仍待科學界發掘。任職於東京大學的助理教授吉澤晉(日文：吉澤晋，Susumu Yoshizawa)表示，仍有許多未知的海洋生物及其可能數量等待進一步釐清。吉澤教授及其研究團隊希望能在海洋科學中運用新興方法與技術，藉此一探海洋環境的生物多樣性。 　　研究團隊所使用的方法稱為海洋DNA技術(Ocean DNA)，海洋DNA運用最新的DNA分析技術，可用於分析並辨識海洋中出現的多種魚類。這套技術不但改善了DNA分析速度，同時也利用東京大學大氣海洋研究所(日文：東京大学大気海洋研究所，Atmosphere and Ocean Research Institute)所設立的粒線體資料庫進行粒線體DNA序列的比對，以此加快魚類物種辨識的速度。統計至2019年1月1日止，該資料庫已收錄了29,316條魚類DNA序列，目前收錄的資料仍在增長中。【延伸閱讀】開發高通量鑑別技術快速篩選抗柑橘黃龍病之功能性化合物 　　吉澤教授認為，若能善用大氣海洋研究所提供來自開放水域的水樣數據，鎖定特定物種進行研究，以定點觀測的方式，蒐集包括微生物在內地海洋生物，將有助於釐清海洋的生物多樣性及食物鏈結構，或許可發現海洋環境中不為人知的秘密。 　　雖然相關計畫才剛起步，但研究團隊希望能藉此研究，發掘對人類有用的海洋新知。

土壤水分(soil moisture)可謂作物生長的關鍵因子，若能開發出具即時監測土壤含水量(soil moisture content)功能的感測器，適時地在低含水量時給予灌溉，將能達到節能省水的效果。美國康乃狄克大學(University of Connecticut)的研究團隊研發出一款造價相對親民，能偵測土壤水分含量的感測器，並希望以價格優勢，將此產品順勢推向全世界。 　　康乃狄克大學的研究團隊克服了研究上的困難，蒐集10個多月的田間即時資料，求得更精確地掌握土壤水分的資訊，並以此重新設計新型的土壤水分感測器。由於市面上既有的土壤水分感測器具有價格昂貴且安裝不易等缺點，因此在掌握現場實際測量的土壤水分數據後，研究團隊重新設計的新型土壤水分感測器，便希望能改進上述主要缺點。 　　康乃狄克大學的工程師係利用市售常見的光碟做為材料，以熱壓及蝕刻技術在光碟表面加入指叉式電極(interdigitated electrode)元件，最終製作出釐米級土壤水分感測器(mm-sized soil moisture sensors，簡稱MSMS)。根據數據顯示，新型的土壤水分感測器預估將節省約35%的灌溉用水；相較於生產成本動輒100-1,000美元的感測器，由康乃狄克大學設計的新款土壤水分感測計僅需2美元的成本，遠低於現有的市售感測器，是極富市場競爭力的商品。 　　新型土壤水分感測器所蒐集的高解析度數據也能按不同的時間及空間加以記錄，記錄的數據可供水文模型(hydrology model)優化之用，更進一步用在強化遙測(remote sensing)影像判識的準確度方面。研究團隊也利用相同的製作技術，著手研發氮素感測器(nitrogen sensor)，令農民更進一步掌握土壤肥力資訊。研究團隊希望能藉由研發新型水分感測器與氮素感測器，減少對減少水資源及氮肥的濫用，以達到精準農業(precision farming)之目的。【延伸閱讀】用於檢視牛奶殺菌成果的小型生物感測器 　　該研究成果已發表在<Journal of Sensors and Actuators B: Chemical>。

科技的進展帶動商業漁船的捕撈效率，許多漁船在高科技的輔助下獲得龐大的商業利益。然而，提升捕撈效率的同時，是否可維持漁業永續發展，是目前仍待釐清的問題之一。加拿大英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)的最新研究顯示，科技的進展雖然穩定地提升商業漁船的捕撈能力，然而此也帶給漁場一定程度的捕撈壓力。 　　英屬哥倫比亞大學的研究團隊共分析51件藉由搭載如全球定位系統(Global Positioning System，簡稱GPS)、魚群探測儀(fishfinder)、回聲測深儀(echo-sounder)、聲學相機(acoustic camera)等高科技設備的漁船或捕撈船隊，探討這些設備對於捕撈效率的影響，並找出因導入科技元素而帶動捕撈效率的技術爬升(technological creep)因子。研究團隊根據數據預估，按照目前一船隊10艘船的規模並隨著科學技術的演進下，在經歷一個世代後，同樣10艘船將相當於具備20艘船的捕撈能力，下個世代則成為具備40艘船的捕撈能力。 　　上述主要因技術提升而增加捕撈能力的現象，就稱為技術爬升，這樣的現象也被用在漁業領域上，探討許多漁業方面的學術問題。然而研究團隊認為，造成技術爬升的原因除了科技元素外，一般人經常忽略經營管理的因素，其中包括法規的變遷、監管機制的改變等。研究團隊為此提出新的評估方式，能更精準地描述技術爬升這一現象，並將其用於評估底拖網漁業(demersal fishery)、遠洋漁業(pelagic fishery)等不同作業方式的捕撈效率及評估對當地漁場的影響。【延伸閱讀】研究顯示養殖漁場中的鮭魚由小型機器人監控將更健康 　　研究團隊的這項研究，將有助於人們體認到漁業捕撈技術的提升，恐對於永續漁業發展產生重大的不確定性，在持續的消耗漁業資源下將可能導致漁場進一步浩劫。 　　該研究由David and Lucille Packard Foundation、Oak Foundation、the Marisla Foundation等慈善型基金會資助，相關研究已發表在<Ecology and Society>。

農委會陳添壽副主委指出，引進綠地將能有效舒緩城市生活、交通和環境壓力 都市農業=現代都市解藥 臺灣朝3大面向實施 　　根據世界衛生組織(WHO)估計，2050年全球將有超過70%的人口居住在城市，如此高密度居住現象會造成環境惡化、綠地減少、糧食供應不足，甚至會有身心疾病等社會問題，因此，各國為了改善這些問題，啟動「都市農業」計畫，欲透過農業科技的輔助與美學設計等規劃，將農業的多元功能融入到都市環境中。 　　其實臺北市早在2015年就開始推廣實施田園城市計畫，其計畫朝著3大面向實施，分別是透過都會農業生產生鮮安全的農產品，使都市具有自足的農業功能、減少食安問題；創造公益性的園林綠地環境，像是市民農園、銀髮族公園等，建立有「農」的都市及具有「都市之肺」的功能；建立有教育意義的休閒農業，提供各種體驗活動吸引市民參與，達到有益養生、放鬆減壓之目的。 發展都會農業短中期這樣做 根扎好才能永續發展 　　行政院農業委員會桃園區農業改良場副場長傅仰人表示，農業本身擁有生產、生活、生態這3生價值，如何將這3生價值在都市中創新發展，以及讓市民有幸福的生活與永續的環境，這將是未來在推動都市農業時著重的重點。而都市農業在城市成功發展後，對於人民來說，可以用最短的里程取得最新鮮、安全且對環境友善的農產品，以及能夠擁有又美又療癒的舒適生活環境；以城市層面來說，藉由都市農業活動改善生態環境，塑造遍地美景，使熱島變為綠島，又可創造高附加價值的在地經濟，使城市能永續發展；而城市健康的發展使百業興隆、人民整體幸福感提升使凝聚力增強，這對整個國運提升都會有所幫助。 　　另外，發展都會農業若以短期、中期、長期發展目標來看，短期目標會先在私人空間、公共設施設立示範點，包含居家室內、陽台、屋頂、學校、社區、醫院等，將景觀美學及食農教育等融合成各式農業活動，以引導參與者到這些空間裡；接著配合組織及地方政府，讓活動擴大成軸線方式發展，以擴散到各城市場域；最後靠國家政策工具引導，讓民眾自動自發地積極參與，如此才能讓都市農業永續發展。 桃園區農業改良場副場長傅仰人，期望都市農業活動改善城市生態環境 都市農業不能淪為美夢 應預估問題著手解決 　　但在論壇會中，國立臺灣大學生院物資源暨農學院院長盧虎生提醒，都會農業是大領域，也蘊藏著不同領域的機會，在著手進行前必須先思考不同區域會面臨到的問題，以及其解決辦法；而行政院農業委員會農業試驗所所長林學詩也表示，都市發展有很多規範，以公共屋頂為例，臺灣有許多天災，必須思考應如何因應規範及解決天災問題。 　　傅仰人副場長也提到，臺灣社經環境變動快速，若沒有正確的導引，恐怕都市農業淪為曇花一現的流行風潮，目前遇到的問題就是要如何把短期的流行變成長久的趨勢來經營。場域空間、參與者及產業型態是構成都市農業的要素。都市場域要有美學設計，並符合民生需求的功能規劃；消費者必須要成為活動的參與者，青年農民也必須願意投入，奉獻自我創新理念成為都市農業產業新創事業的經營者；除此之外，都市農業產業型態也要結合一級生產、二級加工、三級服務，使其成為六級化高附加價值的產業；最終，還是要訴諸都市各界的“社群”力量，大力持續的推動都市農業要素有機融合至城市發展，如此才能使都市農業在臺灣永續發展。 國立臺灣大學生院物資源暨農學院院長盧虎生認為，都市農業內涵是「滿足都會居民心底對自然的呼喚」

氣候變遷不但改變物種的原生環境，也改變物種覓食來源。根據加拿大英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)、加拿大新伯倫瑞克大學(University of New Brunswick)與美國國家海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration，簡稱NOAA)等跨國組成的聯合研究團隊發現，全球氣候變遷將使得特殊食性需求的魚類面臨較大的衝擊。 　　聯合研究團隊在生物多樣性高的熱帶海洋地區發現，當地有許多分化的棲地及微環境，也因此生活在當地的魚類可選擇較有利自己生存的環境生活，並根據自身的食性利用所選環境存在的食物，產生符合食性差異的分化現象並構成完整的地方食物鏈。研究團隊在研究中欲釐清魚類食性棲位寬度(dietary niche width)及所屬營養位階(trophic position)與魚類功能性性狀(或稱功能性特徵，functional trait)之間的演化關係，並藉此印證長期為學界所認知的生態及演化學理論。研究團隊試圖找到分布在7處熱帶棲息環境的2,938種熱帶魚類，並量化其食性棲位寬度、營養位階高低，並以物種體長、物種豐度(richness)、生產量、季節性、地理區範圍、水溫等因子進行統計迴歸，試圖找出驅動魚類營養生態學(trophic ecology)的主要因素，並探討氣候變遷可能帶來的影響。 　　研究團隊以廣義加成模型(Generalized Additive Model)進行線性迴歸分析後發現，物種體長可反映出其所處的營養位階及可捕獲的獵物種類多寡，另外食性棲位寬度也反映出棲地環境中可容納的獵物及競爭者的豐度。根據這些結果可說明，區域性的營養生態學主要可視為由環境驅動因子及生物物種特徵兩種特性間權衡發展下所形塑的結果。【延伸閱讀】研究指出氣候變遷是加速香蕉葉斑病傳播的元凶之一 　　除發現這樣的趨勢外，研究團隊在研究中大致將魚類按食性為廣食性(dietary generalist)及狹食性(dietary specialist)兩群，並觀察兩群物種在面對氣候變遷衝擊下的受脅程度。一般而言，廣食性魚群通常演化自環境單一的水域或資源缺乏的水域，而狹食性魚群則通常演化自資源多元且食物鏈、環境複雜的水域。研究團隊發現在全球氣候變遷下，由於食物來源、生產將受到嚴重的影響，也因此主要影響到多元環境的食物鏈生態，這將對具有專食(gourmet diet)特徵的狹食性魚群產生強烈的衝擊；而廣食性特徵的魚群由於在食性上並無分化，因此具備在氣候變遷下設法獲得其他食物來源的能力。 　　研究團隊的這些發現，可望重新思考海洋營養生態學與生物多樣性之間的關係，並將其應用在魚場預測及永續利用等層面。 　　該研究由理查隆斯貝瑞基金會(Richard Lounsbery Foundation)經費資助，相關研究成果已發表在<Scientific Reports>。

最新的研究發現，小型迷你豬(pygmy hog，又譯侏儒豬或姬豬，學名：Porcula salvania)可望成為釐清野豬(wild boar, Sus scrofa)種化謎團的關鍵拼圖。荷蘭瓦格寧根大學(Wageningen University)的研究團隊透過分子遺傳所提供的證據顯示，野豬的祖先自東南亞向印尼、歐洲大陸、北非地區等地擴張的過程中，與其他物種的野豬發生多次雜交(inbred)事件，這樣的現象和現代智人(human, Homo sapiens)的祖先曾與尼安德塔人(Neanderthals)發生的雜交事件類似。物種在演化與種化的過程中發生許多有趣的演化事件，部分物種如人類與野豬一樣，物種遍布整個大陸，然而有些物種僅分布在極小範圍的地理區，這樣的分布差異至今仍是演化生物學所探討的重要問題之一，釐清野豬演化與生物地理分布的關係，或許將有助於了解物種的演化史。 　　研究團隊利用分子證據推論約在120萬年前，野豬的祖先開始向東南亞、歐亞大陸及北非地區拓殖，在與當地優勢類豬(pig-like)物種競爭後，野豬的祖先逐漸取代當地類豬物種，並成為在地優勢物種，這樣拓殖擴張的結果導致野豬的祖先逐漸取代大多數的類豬物種。而演化至今，類豬物種唯一的後代就是僅存於歐亞大陸的迷你豬。 　　迷你豬現在被認定為極危物種之一，侷限分布在印度東北邊喜馬拉雅山腳下一帶。雖然印度有關當局已提出迷你豬保育計畫(Pygmy Hog Conservation Programme)，希望能藉此拯救僅存的野生族群。由於迷你豬被是野豬擴張過程中少數僅存的物種與其現今的保育地位，也突顯迷你豬在野豬祖先擴張過程中的重要性，而釐清野豬祖先在演化過程中是否與迷你豬的祖先發生雜交事件，將有助於了解迷你豬在其中扮演的角色。 　　研究團隊首先檢測採集到的6頭迷你豬的樣本，並進行全基因組定序。在獲得全基因組資訊後，研究團隊便將這些已知序列與來自歐亞地區、印尼、馬來西亞、菲律賓、非洲地區的野豬族群的序列進行比較。研究團隊根據分析結果推論，野豬祖先在歐亞大陸擴張的過程中，至少經歷3次種間雜交事件，雜交對象分別為迷你豬、印尼群島及現今已絕種的某種豬。【延伸閱讀】緬甸乳牛繁養殖計劃 　　此外研究團隊也發現，野豬祖先在拓殖的過程中，並非全然取代原本當地的優勢類豬物種。透過分子證據顯示，現有的野豬基因組含有當初祖先時期與當地類豬物種發生基因交流的證據。研究團隊也因此推論，野豬祖先可能在雜交後獲得當地優勢的性狀，並藉此發生適應性演化。上述因雜交而獲得優勢性狀的例子也同樣發生在人類遷徙的過程中，數據也顯示智人也曾經與當今已滅絕的尼安德塔人、丹尼索瓦人(Denisovans)等類人生物發生種間雜交事件，這樣的結果或許也暗示種間雜交似乎在演化的過程中，扮演強大的驅動力。 　　除此之外，藉由迷你豬與野豬的全基因組數據，人們可望將其應用在與畜產家豬相關的研究，做為家豬品系選拔及育種方面的基礎研究。

牛胃液發電系統為日本東北大學與新瀉食品農業大學研究團隊連袂廢棄物處理業者KUREHA ECOLOGY MANAGEMENT公司(位於福島縣岩城市)共同合作而成。首先利用牛的瘤胃內所儲存的胃液，分解儲存槽內的植物根莖之農業廢棄物；隨後，再移到含有產甲烷菌的儲存槽內使其生成甲烷，後續作為發電使用。 　　牛的瘤胃存有約莫兩千兆個微生物，可分解纖維質並促進甲烷發酵產生有機酸，藉由此特性可有效產生甲烷。研究發現，番茄植株的葉、莖浸泡在牛瘤胃溶液中發酵，所產生的甲烷比未浸泡時多1.5至2倍；若運用含纖維素的植物性廢紙處理則可產出2.6倍的甲烷。估算出3000毫升的胃液以及3公克的廢紙，可產生285毫升的甲烷。 　　根據日本環境部發表數據，2017年度的農林業的廢棄物產量為7,833萬噸，數量為工業廢棄物的20％，僅次於電力和天然氣的基礎設施和建築業。參與牛胃液產生發電氣體研究開發的新潟食品農業大學中井裕教授，將此技術實際應用於農業領域，農民若將作物採收後產生之農業廢棄物(例如：稻草、稻殼)提供給發電公司，可減輕其處理農業廢棄物之負擔。中井裕教授表示：「如果將此項技術引進日本農業大縣—新潟，材料供應與農民管理均有顯著優勢」。 　　若發電用的胃液來源都來自屠宰場，每一頭牛約莫可提取100毫升的胃液。牛胃液對於汙水處理場而言是農業廢水，中井裕教授認為這些廢水淨化程序「相當耗費電力成本」。根據新潟食品農業大學的估算，牛隻屠宰場每年若能減少6,000頭牛隻的廢水處理，則可節省830萬日圓的處理費。【延伸閱讀】可重複使用的黏土能去除水中的除草劑 　　落實產業在地化，維持牛胃液的品質是相當重要問題；如何分類出可應用在甲烷發電之微生物、使用多少微生物可有效發電。

農業發展對於區域生態系產生一定程度的衝擊，並影響當地的生物多樣性。如何開創地方產業發展並與生態共榮，將是全人類應共同面對的問題。為降低對當地生物多樣性的衝擊，發展有機農業(organic farming，或譯有機農法)或低投入農業(low‐input farming，例如低化肥/低農藥)為主的經營模式(農法)，取代大量使用化肥、農藥等化學製劑的傳統農業(conventional farming)，將是各個先進國家所推廣的環境友善政策，然而目前仍缺乏不同經營模式對區域生態的影響評估。為此，日本農研機構(日文機關全名：国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構；英譯：National Agriculture and Food Research Organization，簡稱NARO)的研究團隊便針對日本全國的農地及周邊環境進行全國性的調查，發現在日本全國推廣以有機農法及低投入農法經營的稻作模式，將有助於減緩(mitigate)農業活動對周邊生態的衝擊。 　　日本農研機構的研究以全國性大規模調查為主，將稻作經營方法分為有機農業、低投入農業、傳統農業共3種主要農法與其他特殊經營法(specific management practice)，並主要比較3者的物種豐度(richness)及相對豐度(relative abundance)等物種多樣性指標。比較結果顯示，以有機及低投入農作下，農田周邊環境可觀察到大多數的瀕臨絕種生物、消滅害蟲的天敵及水鳥等多樣性指標生物在數量方面增加的現象。 　　然而，如東北雨蛙(Hyla japonica, Japanese tree frog)、鰍科(Cobitidae)魚類等少數生物，則分別呈現相反與無明顯差異的兩種現象。這樣的現象也反映出不同分類群在適應特定經營模式下的差異。【延伸閱讀】新研究顯示「有機」傷口可改善農產品 　　日本農研機構認為可透過這項研究喚醒人們對生態保育的重視，營造出農業發展與自然生態共存的田園地景，同時也可將環境友善做為特殊品牌加以經營，並藉此提升農產品的附加價值。 　　該研究由日本學術振興會(日本学術振興会，英譯：Japan Society for the Promotion of Science)及日本農林水產省(Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries，簡稱MAFF)等單位資助，相關研究已發表在<Journal of Applied Ecology>。

由國立北海道大學、北海道岩見澤市、日本電信電話公司(簡稱NTT)、東日本電信電話公司(簡稱NTT東日本)，以及NTT DOCOMO公司(簡稱NTT DOCOMO)等產官學於本日簽署協定，未來共同攜手合作，利用高精準定位於最新農業機械自動化技術(1)、第五代行動通訊技術(5G)、以及AI等數據分析技術，打造全球最TOP的智慧農業，以及超社會願景與智慧農業結合的永續地方創生—智慧城市。此外，利用創新數位科技網絡(2)應用於智慧農業。 一、背景 　　日本由於長期面臨農業人口日趨老化，從農人數減少，以及後繼無人等勞動力不足等問題，為持續維持並擴大其產業發展，須刻不容緩採取措施以克服人口減少與產業萎縮等困境。北海道大學以岩見澤市為進行各項新型智慧農業技術示範驗證主要區域，藉由自動行駛農機等自動化以及將經驗豐富的農民技能數據化，善用數據驅動(data driven)，研發農業創新技術。關於自動化農機械創新技術，目前正邁向全球首創可多台同時進行農事作業，外加遠距監控的無人駕駛全自動行駛 (3級)(3)的實驗階段。 　　為了達到此目標，必須要精準的定位資訊以外，還須搭配農機械的攝影機，確保將訊息能快速且正確地傳送到監控設備。未來，利用從農機械的IoT定位，及多個攝像頭與感測機所獲取農作物生長、土壤、病蟲害發生、農作業情形、與農機共享資訊等相關數據之收集，再結合農業機械以外資訊，利用上述所收集數據，應用於人工智慧處理與分析，以協助農民更能準確即時的判斷能力，促進農業永續發展。 　　岩見澤市結合北海道大學，以「農業的地方創生」發展主軸，透過ICT技術，推動「提升市民生活(住宿)品質」以及「活絡地方經濟」，建構為全國最先進的智慧農業發展環境與居民健康的健康社區等典範。此外，日本內閣府所提出的「近未來的日本社會與科技發展」施政項目中，岩見澤市已成為「全球TOP等級」的智慧農業一級產業之地方創生示範區域，同時也為日本的智慧農業的先驅。NTT電信集團，以「Your Value Partner」為核心價值，藉由研究開發、ICT基礎建設、人力資源等業務項目，再加上與各夥伴共同合作下，推動數位化轉型，以解決當前社會所面臨困境。【延伸閱讀】日本SoftBank應用5G通訊與高精準定位服務於智慧農業 二、措施概要 　　北海道大學、北海道岩見澤市、NTT、NTT東日本，以及NTT DOKOMO等產官學界攜手就下列三大主題共同簽署合作協定：1.高精準定位與定位傳送系；2.新數位科技地方網絡；3.型資訊情報處理技術以及AI技術。 1. 準定位與定位傳送系統 　　農業機械自動化運轉需要準確定位與地理資訊，因此，高精準度且符合經濟效益的定位傳輸方式必然是不可或缺。NTT利用含括準天頂衛星系統QZSS的GNSS(4)，加上日本國土地理院(日本依國土交通省設置法及測量法設立的國土交通省所屬機關，主要負責日本國土測繪工作)所提供電子參考點，以及NTT DOCOMO獨自接收站的高精準度定位系統—「GNSS定位校正傳送系統」與統計處理衛星信號演算法等最新技術，開發高精準度定位系統，並持續研究驗證新的方式。 2. 數位科技地方網絡 　　創新數位科技地方網絡，主要為開發與驗證可因應自動化農業機械的最佳物聯網。藉由第五代行動通訊技術(5G)，以及岩見澤市目前所運用的BWA(5)等最新技術，達到遠距操作在無人駕駛狀態下完全自動化行駛(等級3)，實現快速且傳輸延遲性低之物聯網應用。同時，整合各地方自治團體所運用的各種通訊（有線/無線），建構有助於智慧城市的地方居民生活便利、產業發展、以及防災與預防犯罪等通訊基礎建設。 　　中期目標而論，根據NTT所倡導的光纖新型網絡構想—IOWN「Innovative Optical & Wireless Network」，除能提供更大容量、傳輸延遲率低、更有彈性與耗電量低的All photonics network，並研發可特別依據不同用途指定波長的專用網絡。上述最新技術於農業自動化機械系統使用案例上的應用，期盼能創造更大價值。【延伸閱讀】日本SoftBank應用5G通訊與高精準定位服務於智慧農業 3. 新型資訊情報處理技術以及AI技術 　　為具備效能傳輸及壓縮自動行駛農機中所傳送出的影像與畫像等各種數據，進而開發新型資訊情處理技術。此外，利用收集並分析自動行駛農機中的各種數據，開發區域型AI技術平台也能使得農事作業順利進行。利用NTT東日本的通訊大樓作為邊緣基地，並透過封鎖型網路傳輸較低且安全的通訊，以及GPU伺服器快速處理大型數據等實驗室，快速分析汽車資訊與相機影響與作業紀錄、農地IoT機器所蒐集到的數據(例如：生產、採收、品質、銷售、消費者等)，與外部數據(例如：氣象等)，即時並準確將資訊回饋於農民與農業機械使用。為了使農事作業能更容易紀錄，未來預計開發聲音辨識轉換成文字資料之聲音辨識技術。 三、協議名稱 　　「應用最新農業機械自動化技術與資通訊技術，打造全球最TOP的智慧農業，以及超社會願景與智慧農業相結合的永續地方創生-智慧城市之產官學共同開發協定」 四、參與企業 　　北海道大學、北海道岩見澤市、NTT、NTT東日本，以及NTT DOCOMO。 五、契約期間 　　2019年6月28日至2024年6月30日（共計5年） 六、未來展望 　　未來期盼透過北海道大學、岩見澤市與NTT集團的相互合作，利用數位化轉型，打造全球最TOP的智慧農業，以及超社會願景與智慧農業相結合的永續地方創生—智慧城市，以解決社會課題，活絡地方再生。藉由此模式建立，再加入國際視野，期盼能解決全球糧食不足問題。 【備註】 (1)NTT DoKoMo預計推出「GNSS定位修正傳送系統」，高精準度定位可達誤差幾公分內。 (2)NTT目前正在進行的光纖新型網絡構想-IOWN「Innovative Optical & Wireless Network」URL：http://www.ntt.co.jp/news2019/1905/190509b.html (3)無人駕駛全自動行駛。使用者可透過屏幕(平板)，遠端操作自動化農機。 (4)Global Navigation Satellite System（全球導航系統）。衛星導航系統的總稱。 (5)寬頻無線接入（Broadband Wireless Access）是指把高效率的無線技術應用於寬頻接入網路中，以無線方式提供寬頻接入的技術。寬頻無線接入的帶寬通常大於2Mbps。 (6)因應地方需求與產業發展領域，建構第五代行動通訊技術(5G)。 (7)NTT東日本所提供AI、IOT技術驗證環境。藉由產官學合作，解決未來社會所需面臨問題，建構新社會願景，共創未來。

Anthony Hearst博士是Progeny Drone公司(Progeny Drone Inc.)的聯合創始人，該公司推出了一套軟體應用程序，方便植物育種者、小農及其他小規模參與者能快速、輕鬆地將作物空照圖轉換為植物生長健康的即時指標，稱為即時圖像指標(real-time plot-level metrics)。該指標資訊可協助研究人員制定更多由數據驅動之最佳實踐決策。 　　以往農業研究人員多以長時間小規模之研究試驗進行檢測，例如選出好的種子、使用肥料及調控作物之產品，最後根據觀察及他人建議決定最佳栽培模式。然而試驗將需耗費大量人力成本且實驗結果恐有人為主觀解讀之疑慮。為此，美國普渡大學(Purdue University)所屬之初創公司──Progeny Drone公司(Progeny Drone Inc.)近期推出了一款軟體應用程式(software application，簡稱APP)，可供植物育種者、農學家及小規模試驗者快速、輕鬆地將作物空照圖轉換成植物生長健康即時指標，以協助研究人員多制定出有利最佳實踐之資料驅動決策。 　　該應用程式可以較低成本快速測量植物生長及健康狀況，過程比人們用肉眼觀察更準確。此外，該程式也便於無程式設計背景的人使用，輕鬆地操作無人機及筆記型電腦，再將無人機拍攝之原始圖像轉換成即時情境圖及換算成圖像指標，整個過程僅需10分鐘。 　　Hearst博士近期於普渡大學榮獲農業及生物工程博士學位，並在2018年成立其所屬的創業公司。藉由參加美國國家科學基金會(National Science Foundation)的創新作物計畫(Innovation Crops program，簡稱I-Crops)，他從中開發出能滿足潛在客戶需求之應用程式。Hearst也因此獲得由I-Corps計畫資助的50萬美元，以此經費調查潛在用戶進行開發應用程式之市場分析。透過包括植物育種者、雜草科學家、小規模試驗者等數百人在內的訪查結果，開發出專為植物育種者與小規模田間試驗者所設計之應用程式。Progeny Drone公司透過普渡大學技術商業化辦公室(Purdue Office of Technology Commercialization)授權該項技術。位於普渡研究園區(Purdue Research Park)的DelMar軟體開發公司，也協助Progeny Drone公司調整使用界面，以便數據輸入與結果紀錄。【延伸閱讀】AI技術使得番茄農藥用量減少2成並且增產3成 　　雖然該研究原先將目標鎖定在小規模試驗的研究人員，但推廣至今，農民現在也可使用該應用程式，藉此判斷即時作物生長狀態。

蘋果酒(cider，又稱西打酒)是以西打蘋果(Brown Snout cider apple, Malus ×domestica)作為釀酒原料。因釀造過程會產生包含酚類(phenolics)在內等多種機能性次級代謝物(secondary metabolites)成分，因此蘋果酒相關飲品，不論在學術或商業應用上皆有其價值。多項研究均證實許多酚類具有抗氧化功能，可消除對生物體有害的自由基。此外，酚類物質亦可做為蘋果酒品質的指標，反映在酒品呈色、清澈度、西打蘋果熟成程度等，是生產蘋果酒的重要參考指標。 　　由於許多因素皆會影響蘋果酒的生產品質，為釐清蘋果酒的性質是否會因採收方式的不同而有所差異，來自美國華盛頓州立大學(Washington State University)的研究團隊便分別比較人工採收與機器採收兩種截然不同的收穫方式，希望能藉由收穫成本的計算與產品的性質差異比較，以找出最有效率且符合經濟效益的收穫方式。 　　研究團隊為求實驗公平性，在採收樣區先進行標準化栽培作業，在果園中以低棚架系統(low trellis system)的建置模式，以便利用機器與無經驗農民分別進行採收並比較兩者差異。研究團隊於採後分別隨機挑選足量的西打蘋果進行為時5個月的發酵程序，並在發酵後分別評估機器與人工採收方法對酚類含量、性質等釀酒品質指標進行成分分析。研究結果發現，機器採收的釀酒品質與人工採收的作法相比幾乎無異，且也節省了一定程度的勞力成本，對於蘋果酒產業提供一種永續的生產方式，並證實其收穫方式符合經濟效益。【延伸閱讀】智慧攝影機的使用有助於確保肉雞維持健康活躍 　　該研究經費由華盛頓州農業局(Washington State Department of Agriculture)、華盛頓大學新興議題研究獎勵(Washington State University Emerging Research Issues Grant)所提供，相關研究成果已發表在<HortTechnology>。

Edenworks是紐約布魯克林的一家新創公司，主要設計與營運可供應食品銷售店的各種垂直型魚菜共生(水耕栽培結合水產養殖的循環型農業)農業設施。該公司同時有自有栽培羽衣甘藍和甜菜等葉菜類蔬菜，以及鮭魚與蝦等海鮮。目標成為國際化永續經營取代當地的有機食品，並成為全球最大生鮮食品的供應商。 　　Edenworks利用垂直推疊架上種植蔬菜。以雙層床佈滿綠色植物的構思下設計而成。在每一層架上都裝有浮在水上自動式移動系統。架下的水提供植物養分與水分，同時植物亦可活動式從A點移至B點。 　　此項自動式移動技術法在荷蘭的溫室很常見。其起源自公元1150年古代墨西哥的阿茲特克帝國。阿茲特克人利用淺湖或沼澤地，將漂浮於水面的水生植物混以沼泥後層疊沉積於水底的Chinampa栽培方法，這種簡單、堅固且環保的系統已經發展了數千年為十分古老的技術。而Edenworks正是採用了這項技術並將其技術開發自動化垂直農業。 　　Edenworks先前發表的技術可去除食品媒介病菌(例如：大腸桿菌)以外，也可使作物病害發生率有效降低(自原採收的25％發病率降至1％發病率)，相較於傳統農業，更可提高50倍以上的耕作效益。【延伸閱讀】即時監測肉品品質的透明貼片 　　此外，根據美國疾病控制和預防中心(CDC)指出，美國的食物中毒23％是由葉類蔬菜引起的， 例如於2018年曾因為蘿蔓萵苣(romaine lettuce)而釀成了嚴重的大腸桿菌危機，而再究其原由，最常見的大腸桿菌污染源是農場的灌溉用水。因此對於Edenworks來說，阻隔食品病菌媒介是相當重要。 充分利用微生物學管理環境 　　Edenworks妥善應用微生物學改善了食品安全，不需要透過任何化學殺菌劑即可成功從灌溉水中消滅大腸桿菌。此外，參照大腸桿菌生長條件、有益微生物的繁殖、以及大腸桿菌競爭資源條件，進而設計出可對抗大腸桿菌繁殖的農園。 　　此外，Edenworks每週三次針對水和土壤整體系統測試大腸桿菌，此項測試已遠遠超過規範所設定的每年五次的測試標準，經由獨立實驗室測試驗證並維持18個月以上零汙染紀錄。 　　當溫度超過4.5度時病原體會迅速繁殖，因此在採收、洗滌、乾燥、包裝、運輸等程序以冷鏈(cold chain)作為保鮮手段，盡可能維持在低於4.5度的溫度。由於從種植的農田採收到洗淨為止，無法維持低溫控制狀態，但Edenworks可以做到這一點，從農產品生產到消費者手中維持一貫的冷鏈供應。 　　此外，Jason Green 還表示：病原體通常藉由媒介或是搬運的工作人員而傳遞，威脅室內農場造成食品安全。因此，Edenworks從種植到包裝通通採取全自動化系統，完全避免人員接觸到農產品。

雖然肥料內含有氮、磷等可促進作物生產的成分，然而不當施肥將會造成農地及周邊環境污染的問題。農地中無法吸收的肥料將隨著地下水影響周邊水域，肥料成分之一的磷一旦滲入周邊水域，將促進水中藻類生長形成優養化現象，此過程將消耗水中溶氧，使需氧的水生生物因缺氧而大量死亡，造成環境、生態等問題。為解決肥料造成環境污染的問題，除盡可能地減少含磷肥料的施用外，透過了解植物遺傳及生理機轉，提升植物體對營養物質的吸收力，將是另一種可行的做法。 　　美國博伊斯湯普森研究所(Boyce Thompson Institute)與美國康乃爾大學(Cornell University)的研究團隊由分子生物學的角度著手，找到可影響植物叢枝菌根(arbuscular mycorrhiza，簡稱AM)真菌相組成的關鍵基因，並發現此關鍵基因的調控可改變根部真菌菌相組成與植物—真菌間的共生模式，以此調節植物根部對於營養素的吸收力，進而減少因肥料施用造成周邊環境的負荷。 　　叢枝菌根菌(arbuscular mycorrhiza fungi，簡稱AMF)又稱為內生菌根菌，屬於共生在植物根系的共生真菌之一。叢枝菌根菌可以自身吸收的氮、磷等元素，與植物體換得菌體生長所需的脂肪酸，彼此間以此模式共生。然而，由於植物提供脂肪酸的過程需付出相對較高的代價，因此找出能提高植物體獲取來自叢枝菌根菌的氮、磷等物質的方法或提高植物-共生真菌間的物質交換效率的做法，將有助於減少額外氮源、磷源的施用。 　　研究團隊為此首先研究植物體調控菌根菌生長的機制，發現植物體會產生一群小分子量胜肽，稱為CLAVATA3/ESR-related (CLE) peptides，簡稱CLE胜肽。小分子的CLE胜肽存在於整個植物界(plant kingdom)，在植物生長與對抗逆境時扮演一定的功能。研究團隊在負責生合成CLE胜肽的基因中找到兩個能影響叢枝菌根菌共生的關鍵基因，分別為CLE53及CLE33。CLE53可在植物根系有共生根菌存在時增加表現，以減少菌根菌拓殖(colonization)率；而CLE33可在磷源足夠的情況下增加表現，以減少菌根菌拓殖率。 　　研究團隊同時也發現上述CLE胜肽需透過特殊的類受體激酶(receptor-like kinase)──SUNN，方能發揮完整胜肽功能。研究也發現CLE是透過調控某種稱作獨角金萌發內酯(strigolactone)的賀爾蒙物質在植物根部的含量，以減少植物根部共生真菌的拓殖率。藉由CLE-SUNN-strigolactone所構成的回饋調控機制，將能改變植物體—叢枝菌根菌的共生關係，進而改善植物體對氮、磷等元素的攝取效率，減少肥料的施用。【延伸閱讀】細菌降低除草劑汙染之機制 　　研究團隊藉由釐清CLE-SUNN-strigolactione三者在植物—真菌共生關係中所扮演的調控、回饋關係，將有助於未來減少肥料的施用與降低環境污染。 　　該研究由美國國家科學基金會(US National Science Foundation)、美國能源部(US Department of Energy)、瑞士國家科學基金會(Swiss National Science Foundation)、德國科學基金會(German Research Foundation)等單位資助，相關研究成果與詳細遺傳調控回饋機制已發表在<Nature Plants>。

農業發展除了在本世紀面臨氣候變遷的挑戰外，如何結合在地社區發展與環境友善以開創地方共榮，將是世界各國在21世紀積極推廣的主要目標。日本東京大學(東京大学，英譯：the University of Tokyo)的計畫主持人二宮正士(Ninomiya Seishi)為此提出呼籲，認為雖然20世紀的綠色革命已令許多人們免於飢餓之苦，然而農業方面面臨的關鍵問題仍尚待解決。 　　二宮正士教授指出，農藥及化學肥料在20世紀大量應用在農業方面，已造成多餘的環境負荷、過度消耗水資源、對生物多樣性產生負面衝擊、與引發糧食危機等多種對生態不友善的影響。在21世紀永續發展的前提下，農業發展不應過度依賴化學製劑與使用過多的能源，此外也應將對抗氣候變遷列為發展目標。為達成目標，導入包括物聯網(Internet of Things，簡稱IoT)、大數據(big data)、人工智慧(artificial intelligence，簡稱AI)等資訊科技(information technology，簡稱IT)在內的輔助工具，將能在21世紀翻轉農業永續。 　　以二宮正士教授與印度團隊共同合作的科技計畫為例，已導入人工智慧技術進行水稻品種改良。該計畫主要目標是希望能找出具有耐旱、抗逆境特徵的水稻品系，若以傳統選育法恐將耗時近10年的時間，然而這樣的進程並無法趕上氣候變遷的腳步。這時若能適時地導入人工智慧技術，執行影像辨識科技，將有助於快速篩選出具有特定性狀的個體，進而快速因應氣候變遷的影響。研究團隊所開發的人工智慧技術在結合影像辨識系統後，便能以水稻的花部特徵進行開花期的預測。研究團隊目前已將這套影像辨識系統裝載於無人機，進行田間實時監控，以彌補日本長期缺乏的農業勞動力。【延伸閱讀】精密生物製劑：減少家畜抗生素使用的關鍵？ 　　日本東京大學二宮正士教授的研究團隊目前正積極提高影像系統的判釋能力，並希望該系統能於未來分辨出作物與雜草，以影像辨識去除影響作物生長與收穫的雜草。