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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。
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應用IoT物聯網功能,創造智慧型森林
2016/05/26
森林占全球陸地面積3成,但由於全球森林因各天然災害等遭受到破壞,為保護好森林永續性可應用IoT功能提高其機能。依據2016年6月日經BP科技研究所所發行的「IoT物聯網計畫總覽_社會生活篇」歐美國家已在森林設置感測器,透過地表照度的蒐集與溫度數據等控管,以即早檢測並預防天然災害的發生。 美國農業部林務局(United States Forest Service)自2015年3月開始啟動IoT物聯網功能,透過無線感測器網路採集森林的所有數據,並且進行電子數據化「智慧森林」(Smart Forest)項目。該項目設置各種感測器、電源、數據記錄器等到基地台的通信系統、基地台等。2015年設置了檢測物理數據的溫度、濕度、降水量、風速等各類感測器,以及查看森林情況的網路攝影鏡頭,如圖1。 圖1. 全美20個處所指定為示範區,藍色部分為設有通信感測器,紅色為森林廳管理森林地帶。出處:美國森林廳。 歐洲應用IoT防災機制 西班牙是歐洲最積極應用IoT於森林的代表性案例。有多達40種感測器的資訊收集,其中包括火災資訊、CO2和空氣污染等環境資訊、河流水位等,感測器節點設置有太陽能電池板和蓄電池,能多年維持獨立運轉。設備為模組結構,可嵌入不同種類的感測器,從而降低了成本。其感測器和感測器網路由西班牙的風險企業Libelium Comunicaciones開發,如圖2。 圖2:拉加羅查的森林所設置火山用智慧型感測器。出處:Libelium Comunicaciones。 為獲得各種環境資訊,在房屋的屋頂等位置設置了7處檢測CO2、NO2(二氧化氮)、空氣污染物〔NH3(氨)、H2S(硫化氫)、乙醇、甲苯〕和石油成分的感測器節點。為獲得洪水資訊,在跨越河流的橋上,設置了16處配備超音波感測器的感測器節點,用來監控河流的水位,如圖3。 圖3:拉加羅查設置洪水警報感測器。出處:Libelium Comunicaciones。
熱帶森林如何適應全球氣候變化
2016/05/20
內文 熱帶森林在調節氣候時扮演著重要的角色,但隨著地球逐漸暖化,熱帶森林該如何適應未來的100年呢?由美國能源部勞倫斯柏克萊實驗室(The Lawrence Berkeley National Lab)的科學家所進行的新計畫,目的是讓熱帶森林和氣候在未來目標能更明確。 這個生態實驗計畫,能幫助科學家在探索時,能更精準地判斷氣溫的上升、溫室氣體增加的量及其他自然或人為變化所造成的影響。這十年的計劃需花費1億美元,此費用由能源部科學辦公室支付,能源部在三月初批准並支持此計劃。在柏克萊實驗室地球科學部的生態學家和主要研究員-傑夫·錢伯斯(Jeff Chambers)說:「比起其他生態系,熱帶森林有更多的碳和水,因此熱帶森林對平衡地球的能量與氣候變化是重要的,但仍有許多東西是我們所不知的,而我們的計劃就是大幅減少這種不確定性並提高未來預測氣候的準確度。」未來十年研究員將共同合作,在世界各地進行熱帶森林實驗,此研究將首創一種獨一無二的熱帶森林生態系,而研究的第一階段將橫跨未來的三年,科學家將研究有關熱帶森林生態系的相關問題。 第一階段的首要研究,將探討熱帶森林該如何面對供水量減少的問題。在六月到九月的旱季,巴西馬瑙斯的研究,將調查森林碳循環的變化造成供水量減少的問題。在波多黎各進行研究的第一階段,科學家探討肥沃土壤會如何使荒廢農地影響森林的再生。這些再生森林將大氣中的二氧化碳存儲,其吸收速度被認為是依靠土壤肥力。研究是測量在不同土壤類型中的磷和氮,也包含一些儀器,如激光雷達用來測量森林結構和光學傳感器,來研究森林的樹冠層。在巴拿馬科學家會收集物種的數據集,並依據該物種特性使其在溫暖或乾燥氣候能茁壯成長,研究將闡述森林如何適應氣候暖化。最後科學家將彙整三階段的研究,並進行更廣泛的實地調查。錢伯斯(Chambers)說:「若應用在地球的話,在未來能大幅提升我們對熱帶森林與氣候暖化的理解。」
COP21氣候會議上沒有提到畜牧業對地球的影響
2016/04/25
摘要 珍古德(Dame Jane Goodall)是英國科學家也是聯合國大使,在世界各地演講時,總是帶著黑白毛絨的牛娃娃,用牛娃娃向世界解釋甲烷氣體(CH4)和全球變暖的關係。在2015年聯合國氣候會議後,珍古德和動物福利國際基金總裁兼執行長唐斯 (Azzedine Downes) ,討論動物與全球暖化之議題。珍古德和唐斯,對全球未正視因肉食增加而造成的氣候影響感到驚訝,但也抱持著希望。唐斯說:「雖然人類破壞了地球,我們也有保護地球的義務,如果我們積極一點,我相信就能保護我們的地球及地球上的生物」。 COP21是由196個締約國共同參與第21次的聯合國氣候變遷公約(UNFCCC)會議,此會議為期兩週並於11月30日開始。會議主要是限制六種溫室氣體排放量,並制定其法律,而其中一種溫室氣體就是甲烷。但在巴黎COP21會議上,畜牧業和甲烷這個影響全球變暖的溫室氣體,只被提到一次。甲烷是在動物消化過程中及糞便儲存時所產生的氣體。從聯合國農糧組織的報告中,得知全球畜牧業甲烷排放量,每年有7.1億噸的二氧化碳量,佔全球人為溫室氣體排放量的14.5%。畜牧業甲烷排放量歐盟佔溫室氣體總排放量的12.8%和美國占10%。 歐洲議會代表德國議員萊恩(Jo Leinen),長期致力於環境和動物的福利。他譴責畜牧業會危害動物、人類健康和地球。 歐盟每年生產83億隻動物作為食物,而美國則是生產超過100億隻動物作為食物。萊恩估計在全球每年有760億隻動物飼養後宰殺製成食品。肉類對溫室氣體的排放比全球交通運輸還多。萊恩警告的說:「全球人口現在70億,未來將成長至100億,如果每個人都這樣吃肉,那我們也不用討論氣候變遷的影響了」。畜牧業造成地球另一個危害是水資源。每樣食物都有「水的足跡」,也就是生產糧食需要不同加崙的水。每磅牛排至少需要1800加崙的水來生產。生產肉類所用的水和影響全球變暖的甲烷,只是畜牧業損害環境的開始,地球受土地劣化、水污染和空氣污染的影響還在後頭。國際人道協會想提高政治家、科學家、醫生和消費者的重視。該組織努力讓畜牧業在氣候協議中佔有一席之地。萊恩作為歐洲議會代表團主席的身份與中國談判。關注中國對待動物兇殘的方式,生產不健康的動物,並表示「從現在開始,動物福利的問題將會列入歐洲與中國議會間的議程中。」 在COP21會議上,畜牧業和動物福利專家所要傳達的訊息相當清楚「少吃肉,少暖化」此舉有利於環境、人類和動物等三方。在2015年巴黎氣候協議中,農場裡的動物沒有被提及,但是倡議人士承諾畜牧業將留在巴黎氣候協議會後討論。
提升農作方式是否有益於改善氣候變遷?
2016/03/03
摘要 您知道嗎?全球溫室氣體排放量中有一半以上為非二氧化碳,其排放量深受農作方式影響。根據最新研究顯示,未來二十年內排放量恐將大幅上升,尤其是在發展中國家。因此農業單位預計到2030年能改善溫室氣體的排放,將運用低成本技術達其目標。
基因組編輯應用於治療之前景與挑戰
2016/03/03
摘要 最新基因編輯技術發展,改善了在真核細胞的基因組修飾能力。透過基因編輯的技術,建立細胞與動物模式,協助我們瞭解遺傳疾病的病理機制。基因編輯特色是可直接修正被影響的組織和細胞的基因突變,以治療傳統無法治癒的疾病。透過本篇基因組編輯應用於治療的研究,闡明其未來發展與挑戰。
酪農們一起對抗牛隻打嗝和放屁來保護環境
2015/09/01
內容 牛打嗝放出的氣體導致全球暖化,法國農民為了要保護氣候,給他們的牛群吃草,這將減少動物打嗝和放屁的排放量。 吃草的牛和其他反芻動物(如綿羊和山羊),由於其緩慢的消化作用便會產生甲烷(CH4)。當他們打嗝和放屁,甲烷便釋放出去。甲烷是比二氧化碳更具破壞性的溫室氣體。事實上,在造成全球暖化上,甲烷的效率為約二氧化碳的20倍。聯合國表明,牛對環境的影響比轎車和卡車的排放量相加起來更多。 牛之所以會打嗝是因為腸道發酵(enteric fermentation),導致甲烷氣體積聚,接著以排放的方式釋出以調節腸胃中的壓力。在法國,反芻動物排放的甲烷佔該國的溫室氣體的5%左右。為了幫助牛減少打嗝和放屁,一間法國公司Valorex設計出了一套新的飲食計劃。該營養計劃是要讓omega-3和omega-6脂肪酸在牛隻的飲食中達到平衡的作用。科學的研究發現,動物飼料中這兩種脂肪酸不平衡的組合,會造成牛隻排放更多的甲烷。Valorex發言人Jean-Luc Besset表示,以苜蓿,亞麻子和草類的混合取代過去玉米和大豆為主的飼料配方,一頭牛原本每天釋放約600至800升的甲烷,但吃改良式配方的飼料後,排放量減少了20%,證實了改變兩種脂肪酸在牛的飲食中的含量,可以達到減少甲烷排放的目的。 這個由法國政府和聯合國氣候變化框架公約贊助的計畫,要求農民按照該配方飼養他們的牛群,並記錄牛群的甲烷排放量。另外,經由檢測牛奶,也可以測量碳排放量。Besset解釋說:「分析牛奶如果有很多的脂肪酸,我們能夠據以估計產生的甲烷的量。牛奶生產,飽和脂肪酸的生產,和甲烷生產之間,存在著一個科學的解釋。 參加計畫的農民表示,更換了飼料後除了對環境有好處之外,牛奶也變得好喝,他的70頭奶牛變得更少生病,也比較有耐力,因為ω-3可以幫助牛隻對抗疾病,即使有小問題也更容易恢復。這意味著我們給牠們更少的抗生素……牠們的生育能力也顯著提高。 到目前為止,經由計畫的實施,已經防止8,365噸的碳進入地球的大氣層。這是酪農們感到極其驕傲的事,過去農民被看作是一個主要的污染者。能夠作出貢獻,而且可以說,我們正在努力做一些對的事情,感覺很好。 未來的30年,預計全球牛奶和牛肉產量預計將倍數增長,牛打嗝所產生的甲烷對氣候仍會繼續排放進入大氣層中,而這些農民們沒有逃避自己的責任---放任他們的牛群繼續釋放甲烷。   資料出處: Deutsche Welle 關鍵字: 甲烷排放量  打嗝
Cas9作為一個生物工程的多功能工具
2015/07/06
CRISPR/Cas原理是crRNA(CRISPR-derived RNA )通過鹼基配對與tracrRNA (trans-activating RNA)結合形成tracrRNA/crRNA 複合物,此複合物引導核酸酶Cas9 蛋白在與crRNA 配對的序列靶位點剪切雙鏈DNA。而通過人工設計這兩種RNA,可以改造形成具有引導作用的sgRNA (short guide RNA ),足以引導Cas9 對DNA 的定點切割。系統經過改造後,可完成多個哺乳動物系統內高效可靠的RNA導向基因組修飾,而能大幅提高基因編輯以及基因調控的效能。   RISPR/Cas 是細菌和古細菌在長期演化過程中形成的一種適應性免疫防禦,可用來對抗入侵的病毒及外源DNA。CRISPR/Cas 系統通過將入侵噬菌體和質粒DNA 的片段整合到CRISPR 中,並利用相應的CRISPR RNAs(crRNAs)來指導同源序列的降解,從而提供免疫性。作為一種RNA 導向的dsDNA 結合蛋白,Cas9 效應物核酸酶是目前已知的第一個統一因子(unifying factor),能夠共定位RNA、DNA 和蛋白,具備強大的改造潛力。   將蛋白與無核酸酶的Cas9(Cas9 nuclease-null)融合,並表達適當的sgRNA ,可標靶定任何dsDNA 序列,而RNA 可連接到sgRNA 的末端,不影響Cas9 的結合。因此,Cas9 能在任何dsDNA 序列位置進行任何融合蛋白及RNA,這為生物體的研究和改造帶來巨大潛力。   資料出處: Nature 關鍵字: CRISPR 編輯技術  核酸內切酶
日本研發趨勢-農業環境與防災
2015/01/06
摘要 簡介日本禽畜農業廢棄物利用、作物減量施肥、生物農藥及生物肥料、有機農業栽培方法等之研發重點,以及針對氣候變遷與污染防災之研發概述。   資料出處: 日本農林水產技術會議 NARO獨立行政法人 農業.食品產業技術總合研究機構 關鍵字: 農業環境  農業廢棄物利用  有機栽培  生物農藥  報告檔案: 日本研發趨勢-農業環境與防災
由世界氣候變遷概況看美國國家養殖政策發展
2013/03/31
摘要 全球氣候變遷使得海洋環境產生變化,漁業資源日益珍貴,因此漁業永續發展便成為未來漁業發展新方向之一。2012年世界漁業概況(The State of World Fisheries and Aquaculture, SOFIA)指出,2010年全球漁產量1億4千9百萬噸(含捕撈漁業8千9百萬噸、養殖業6千萬噸)。人類食用水產品達1億3千萬噸,每人年均食用魚類19公斤達歷史新高,並提供43億人15%動物性蛋白質來源。由上述現況來看,2030年全球漁業食品需求將達1億5千4百萬噸,其缺口有賴養殖漁業填補。因此,養殖漁業的發展便成為各國之首要推動項目。 2009年全球魚產品總供應量達1.45億公噸,FAO特別讚揚東南亞地區國家的水產養殖發展政策,特別是政府有效介入進行產業輔導,在提供產業相對優勢和經濟動機方面表現出色,以致能夠增加優質水產蛋白質的供應量。 關鍵字: 養殖漁業 永續利用 全球氣候變遷     資料出處: 1. 陳君如、蔡天享。2012。聯合國糧農組織漁業委員會2012年會議紀要。台灣水產雙月刊。第7卷第2期第676號 http://www.twfish.org.tw/webs/list.aspx?main=0&mag=249 2. 江福松、呂麗蓉。2012。美國國家養殖政策、研究重點與其未來產業發展。台灣水產雙月刊。第7卷第2期第673號 http://www.twfish.org.tw/webs/list.aspx?main=0&mag=222 3. Climate change and disaster risk management at center of regional fisheries talks. 2012. Food and Agriculture Organization of the United Nations(FAO), Fisheries and Aquaculture Department http://www.fao.org/fishery/nems/40277/en

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