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趨勢快訊
臺灣生物多樣性與保育政策的現狀與趨勢
2025/07/09
臺灣富有生物多樣性,目前已知物種有60,000種以上,且因地理位置特殊,具有高比例特有種及孑遺物種,為全球生態的重要一環。然經濟的發展伴隨著土地的開發利用,人們對棲地及野生物種所造成的傷害,造成使生物多樣性面臨威脅。我國自1970年代起,生態保育意識抬頭,修改與訂定多部相關法規,如《森林法》、《野生動物保育法》、《國家公園法》,對應保護之物種與棲地採取圈地保護。我國之陸域保護區系統現已有98處,海洋保護區70處,分別佔陸域與海域面積之19.18 %與8.38%。若結合佔據臺灣面積近六成的國有林,中央山脈保育廊道對於野生物已產生相當的保護效果。然在法定保護區之外,仍有將近六成的保育類野生動植物與人類生活範圍重疊,保育與生活、生計之共存與平衡成為重要課題。   近年20年來,林業及自然保育署轉變政策方向,朝向公私協力的模式,推動「以社區為基礎的保育」,從2002年社區林業、2010年里山倡議到2018年國土生態綠網,皆結合部落與社區力量,推動人與自然和諧共存。 2022「昆明-蒙特婁全球生物多樣性框架」呼籲各國在2030年之前將受到保護的面積提高到30%,包含建立「保育共生地」(Other Effective Area-Based Conservation Measures,OECM),對保護區域採取多元治理與管理。回顧我國近年政策取向,著重連結公私部門夥伴,高度符合國際保育趨勢,有利於全球目標之達成。 農科院農業政策研究中心 陳慧蓉編譯 【延伸閱讀】- 森林花園,充滿生物多樣性的農業天堂
隨著樹木密度的改變,北方森林將面臨更嚴重的野火危機
2025/06/06
北半球寒帶地區如加拿大、阿拉斯加、西伯利亞等地被森林所環繞,森林中富含多種生物,能藉由樹木及土壤儲存大量的碳以調節全球氣候,且為數百萬人提供生計。然而數十年間,隨著氣候變得更乾燥溫暖,生物棲地往北方遷徙,使得北方森林的結構及功能逐漸發生改變,且由於北部天氣較寒冷、樹木生長緩慢,導致森林與氣候變化間發生遲滯現象,需要長時間的觀測才能了解其影響,因此荷蘭瓦赫寧根大學(Wageningen University & Research)研究團隊藉由衛星影像探討過去20年間森林密度變化造成的影響並預測未來的變化。   研究人員藉由分析2000-2020年間森林覆蓋情形與溫度間的關係建立模型,預測2100年的森林結構,於2000年時林木密度主要分為兩群,樹木覆蓋率超過60%的茂密森林主要分布於北方森林的南部區域,而樹木覆蓋率5%-15%的稀疏森林主要位於北部地區,模型結果顯示在2100年時,兩極分布的情況改變,南、北兩區域樹木覆蓋率皆逐漸往30%-50%集中,使森林結構逐漸變得單一、轉為開闊的森林,相關文獻發表於Proceedings of the National Academy of Sciences。研究人員表示現況中茂密森林能創造微氣候防止森林野火發生,而稀疏森林因缺乏足夠的燃料不易發生野火,然而隨著森林密度逐漸適中且結構變得單一可能導致更多森林野火發生,進而導致大量森林碳匯釋放至大氣中。   此研究建立了創新的森林結構預測模型,並對於未來2100年森林結構逐漸變得單一的情境,提出相應野火發生率提高的警訊。【延伸閱讀】-美國與印度合作的NISAR衛星任務提供全球森林和濕地的動態監測
蘆葦床處理系統為污泥管理提供永續且環保的解決方案
2025/05/05
汙泥為廢水處理之副產物,常含有重金屬、過量營養物等有害物質,若處理不當會對環境及健康造成危害,傳統處理方法重度依賴化學物質及且極耗能源,使得永續性不佳。蘆葦床處理系統(Sludge treatment reed beds, STRBs)提供一種環保的替代方案,藉由蘆葦及微生物自然降解汙染物並穩定汙泥,隨著水汙染問題加劇,STRBs技術將有助於邁向更永續的未來。阿曼蘇丹卡布斯大學(Sultan Qaboos University)研究團隊對試驗規模之STRBs測試不同汙泥負載率,並以16S rRNA定序確認移除營養物及穩定有機物的關鍵微生物,是汙泥管理的重要里程碑。   研究人員分析3種汙泥負載率(75, 100, 125 kg/m2/year)STRBs的表現,聚焦微生物多樣性、汙泥分解及整體處理效率,結果顯示,較高的汙泥負載量與細菌多樣性增加而均勻度較低具有關聯性。蘆葦藉由創造有氧環境、根系分泌物等增加微生物活性,有助於硝化細菌及甲烷菌生長,促使根圈形成特定的微生物相,通常由假單胞菌(Proteobacteria)為主   此研究證實STRBs為環保且有效的汙泥處理方式,與傳統方法相比大幅減少化學物質及能源的消耗,有助於提升氣候適應力及永續性,未來研究團隊將進一步探討STRBs的植物多樣性、優化汙泥負載力及評估其溫室氣體排放量。驅動碳及氮循環,放線菌(Actinobacteria)及擬桿菌(Bacteroidetes)協助有機物分解。此外,STRBs在100 kg/m2/year汙泥負載量下有最佳表現,成功減少98%的汙泥,顯示此系統在乾燥且炎熱環境下,對於汙泥管理的重要性。【延伸閱讀】-【綠趨勢】將廢水副產物轉化為永續綠色燃料
氣候變遷對於熱帶雨林碳封存之影響
2025/03/31
戴恩樹雨林(Daintree rainforest)坐落於澳洲昆士蘭州,與亞馬遜、剛果盆地及東南亞等地熱帶雨林被稱之為地球的肺,濃密的樹冠層從空氣中吸收二氧化碳,藉由光合作用轉化為能量、水及氧氣,是地球上重要的碳匯來源,對於調節全球氣候變遷扮演重要的角色。隨著全球暖化,植物可調節自身以因應環境變化稱之為馴化(acclimating),例如調整光合作用相關生理、生化機制以提升效率,然而,近期研究顯示,由於熱帶樹木在相對穩定的氣候條件下演化而來,因此對於暖化與高溫的承受能力有限,將嚴重影響熱帶雨林的光合作用能力。   為探討高溫對熱帶雨林固碳之影響,澳洲西雪梨大學(Western Sydney University)及詹姆斯庫克大學(James Cook University)研究人員合作,在戴恩樹熱帶雨林進行試驗,聚焦於15-30 m高的樹木,在四個樹種的樹冠中安裝葉片加熱器,使葉片溫度提高4℃,這是預期2100年熱帶雨林將上升的溫度,試驗為期8個月。結果顯示,暖化對於所有樹種光合作用皆產生衝擊,主要影響氣孔開合及固碳相關酵素活性,最終導致光合作用速率平均下降35%,樹木在長期的加溫處理下並沒有適應、調節光合作用,印證此溫度已達樹木承載的臨界點。由於高溫導致氣孔關閉以減少水分散失,然而乾燥的大氣會從樹木中抽取更多的水分,對於水循環造成影響,總體影響仍需進一步探討。此外,高溫使樹木接近光合作用的生理極限,將導致面臨升溫及乾躁時韌性降低、復原力弱,同時削弱了碳封存的能力,相關文獻發表於New Phytologist期刊。   相關研究顯示生物多樣性有助於緩解此現象,生長速率較快的物種受暖化影響較小,然而其碳封存能力較弱。這些研究皆凸顯了保護熱帶雨林及限制碳排以減緩全球暖化的急迫性,同時應著重於維護生物多樣性以增強熱帶雨林的復原力。【延伸閱讀】-農業脫碳化未來願景-因應氣候變遷的挑戰與可能性
HSR201蛋白質對於增強植物抗病性之作用
2025/03/24
植物激素是植物生長、適應性及防禦作用中不可或缺的,例如水楊酸,是一種植物免疫的重要激素,藉由isochorismate synthase pathway (ICS)及phenylalanine ammonia lyase pathway (PAL)兩路徑生合成,其中PAL路徑與β氧化有關,其機制尚不清楚。近期研究指出,HSR201蛋白是菸草PAL路徑的關鍵蛋白,日本信州大學(Shinshu University)進一步探討HSR201蛋白在植物細胞內的位置,藉由mVenus黃色螢光標定,確認此蛋白位於細胞的過氧化體(peroxisomes)中,相關文獻發表於Plant and Cell Physiology期刊。   為探討HSR201如何進入過氧化體中,研究人員建立了一系列HSR201蛋白的突變體,突變體間僅少數胺基酸的差異,結果顯示在蛋白質C端僅少部分特定序列能引導HSR201進入過氧化體中,稱之為過氧化體標的訊號(peroxisomal targeting signal, PTS),此PTS非常獨特,與其他典型的PTS序列不同,最終當過氧化體上的受器PEX5辨認PTS後,引導HSR201進入胞器中。為了進一步證實 HSR201 在水楊酸生合成的作用,研究人員將正常及突變後的HSR201蛋白轉入煙草中並接種病原體,發現突變後的植株無法正常生成水楊酸,顯示PTS對於水楊酸生合成的重要性。   由於HSR201標的訊號及相關過氧化體受體的獨特性,研究人員表示未來將持續深入探討其機制。藉由了解HSR201路徑與過氧化體標的訊號對水楊酸生合成的重要性,奠定未來開發抗病作物的基礎,以支援糧食安全及永續農業的目標。【延伸閱讀】-科學家開發快速的基因篩選平台以增強農作物的抗病能力
藉由對混農林業系統中遮陰樹木的認識,有望增加西非可可產業氣候韌性及永續性
2025/02/21
西非是世界重要的可可產地,約70%可可來自此地區,然而氣候變化引發的乾旱意味著調整栽培管理方法變得越來越重要,將樹木和灌木整合的混農林業系統(Agroforestry)則是西非實現永續可可生產的一大關鍵。德國哥廷根大學(University of Göttingen)與迦納研究單位組成團隊,藉由了解混農林系統中,遮陰樹木葉片物候期(phenology)的變化,有助於提高西非可可的氣候適應能力。研究團隊在迦納北邊的可可帶進行為期兩年的試驗,藉由監測遮陰樹木的葉片季節性變化(旱季落葉與否)、數冠高度及光擷取(light interception),將遮陰樹木區分為旱季完全落葉、旱季前、中、後期短暫落葉及高、低、密集樹冠常綠樹木,共7大類,並評估遮陰樹木類型在旱季及雨季對於周遭微氣候穩定性、土壤溼度、光合作用有效輻射(Photosynthetically Active Radiation, PAR)及可可產量的影響。   結果顯示,旱季期間,以旱季完全落葉樹木對土壤水分影響最小且PAR最高,雨季則以旱季前短暫落葉樹木對微氣候緩衝效果最佳;對可可產量而言,雨季時以完全落葉樹木對可可產量有正面效果,旱季期間無論樹種皆會減產,但以完全落葉樹木影響最小,相關文獻發表於Agriculture, Ecosystems & Environment。研究人員表示,藉由對樹冠物候差異而非單個物種進行區分,能夠提供不同環境下適宜的遮陰樹木,如完全落葉樹木適用於乾旱地區,對於保持土壤水分、產量有益;短暫落葉樹木及常綠樹木則因旱季須水性較高,適合在旱季較短的地區種植。遮蔭樹木有助於維持可可生產力及增強環境穩定性,此研究為更有韌性及永續性的混農林業系統開闢新的思路。【延伸閱讀】-可可萃取物能促進飲食不良老年人的認知能力
動物也要安全過馬路!生態廊道降低路殺 新北市目標2026年增至10處
2025/01/23
為降低路殺,新北農業局現已設7處生態廊道,其中汐止區八連路經調查發現,6月為路殺高峰曾發生24次路殺,農業局設置一處階梯式生態廊道,引導動物進入地下廊道;今年將針對三芝、石碇、坪林區生態調查,進而打造動物客製化生態廊道,預計於2026年將生態廊道增設至10處。   農業局說,汐止區八連路鄰近國道,是重要聯外道路,2023年調查路殺統計,發現6月份是路殺高峰期,共計發生24次,被路殺的物種多為蛙、蜥蜴、蛇等兩棲類動物;由於該路段曾多次觀察到保育類動物穿山甲、麝香貓及鼬獾、白鼻心等動物出沒,尤其有穿山甲覓食、挖掘等足跡。   為降低道路對棲地影響,農業局在路殺熱點區規畫階梯式生態廊道,包含誘導式斜坡及地下廊道。誘導式斜坡以砌石堆疊緩坡,引導動物進入地下廊道,進而安全地穿越馬路。地下廊道則採梯形設計,一側種植植物模擬野外環境,增加動物使用意願,另一側架設繩索供兩棲動物攀爬使用,地下廊道也具有排水功能。   農業局也沿線巡視,發現數個較深的集水井及箱涵,為防止小動物受困,設置砌石坡道及土包,並設置斜坡道,鋪設網布供動物自由穿梭,設置完成後曾觀察到白鼻心使用。農業局長諶錫輝說,預計於2026年將生態廊道增設至10處,響應聯合國2030年永續發展目標中的陸地生態,希望透過農路改善工程結合生態廊道,讓野生動物與人都可以安全使用馬路、平安回家。【延伸閱讀】-南市學校百餘場食農體驗 友善環境愛護鄉土做比說多
油棕產業藉改變栽培管理模式及生物質再利用以增加永續性
2024/12/22
印尼為世界上最大的棕櫚油生產國,自2000 年以來產地增加了1000萬公頃,取代原本橡膠、水稻等作物,且約三分之一的新油棕園建立在新開墾的脆弱泥炭地上,使生物多樣性降低、土地乾涸及二氧化碳排放量增加,因此印尼政府於2019宣布禁止為了油棕及木材而砍伐森林的政策。   研究顯示,油棕每年每公頃應可生產3噸油,其產油效率遠超過大豆和油菜等,且所需的農藥及肥料更少,然而,目前生產效率低,每單位的產量僅為理論值的一半,且生物質未得到充分利用,油只佔油棕生物量20%,其餘80%仍待開發利用。因此,研究單位和政府合作,致力於改善印尼油棕的永續性及經濟效益。荷蘭的瓦赫寧恩大學(Wageningen University)、范. 霍爾拉倫史坦應用科學大學(Van Hall Larenstein University of Applied. Sciences)與印尼茂物農業大學(IPB)、國立蘭邦曼谷拉特大學 (Lambung Mangkurat University)合作的永續棕櫚計畫(SustainPalm programme)則透過與農民、公司和研究機構進行小規模實驗,使用不同的技術和開發新的商業模式來縮小產量差距並節省土地利用。   試驗結果顯示,藉由修剪、肥培、雜草管理的精進,可使試驗地產量提高35%。研究人員表示,間作是減輕油棕產業對環境影響的好方法,定植初期,油棕仍在生長中、無法生產,此時可與玉米、西瓜等作物間作;或提高油棕種植密度、留出間作條帶,與辣椒、可可、香蕉等間作,除了增加空間利用效率,同時能提高農民收益。此外,若引入畜牧業,讓牛隻進入油棕園吃草,可節省除草劑使用以提高生物多樣性,並促進畜牧業的發展。 油棕園每25年需要更新一次植株,如何有效運用殘餘的生物質也是重要課題。目前,研究團隊正在測試如何使煉油廠排放的廢水與果串一起發酵,將產生的沼氣提供油廠能源,並將殘餘沼渣做為肥料以改善土壤有機質與肥力。此外,研究估計顯示,1公頃的老油棕樹中儲存多達5公噸澱粉,若轉化為糖,可大幅降低對進口的依賴,或者將木材作為建築或家具材料,可有效的固碳。藉由上述的方法,在政策禁令下,協助印尼油棕農企業及小農們提升生產效率及土地的永續性。【延伸閱讀】-亞馬遜河流域退化的泥炭地是被忽視的碳源
超乎預期:重新造林可以從大氣中去除的二氧化碳量比先前估計的高出10倍
2024/12/02
重新造林是指人類活動導致的森林退化地區重新種植樹木。大多數重新造林計畫專注於植樹,但研究顯示,若允許森林自然恢復,近一半的合適將能有效固碳。美國杜克大學研究指出,木材市場對大規模重新造林至關重要,且木材種植園的固碳成本低於自然森林。碳封存旨在捕獲並儲存二氧化碳,以減少溫室氣體,從而應對氣候變遷。未來在那些森林砍伐影響最嚴重且重新造林資源最少的國家,如何有效分配資金以封存最多的碳是一項挑戰。        研究結果顯示,在138個低收入和中等收入國家中,混合人工林和自然更新林的重新造林方式能更好平衡社會對森林的需求。通過在某些地區重新植樹或在其他地區允許自然恢復,30年的重新造林所帶來的減排量比IPCC最新估計高出10.3倍。期能抵消或取消自身溫室氣體排放的公司和組織支付的碳費用,成為激勵重新造林的一種方式。在一些地區,碳交易也提供了經濟激勵,而在其他地方,透過永續木材採伐可降低碳封存的淨成本,淨成本是指捕獲和儲存二氧化碳的總費用減去任何收益,例如木材銷售收入。        在特定地點,自然生長與植樹的成本效益受多種因素影響。包括森林增長率、自然種子來源與木材加工廠的距離。土地的現有使用狀況,通常以農業形式存在,也影響重新造林的可行性和經濟回報。並以自然再生的費用通常較低,且種植園的成本效益則受到木材採伐頻率和碳儲存持續時間所影響。研究小組針對這些變數進行了綜合建模,最終生成一張全球地圖,顯示不同地區的成本效益,將有助於未來的環境政策和資源管理策略推動。【延伸閱讀】- 【增匯】生物多樣性高的森林更能長期穩定固碳
全球首例!利用精準先進技術將防風林成效可視化
2024/11/11
由國立研究開發法人森林研究暨林業綜合研究所(FFPRI)、北海道綜合研究機構森林研究本部林業試驗場、國立農業食品研究機構(NARO)-北海道農業研究中心、京都府立大學、苫小牧工業專門學校研究小組共同合作,以馬鈴薯田的田埂高度為標的,利用高精準且簡易的技術,將防風林防止水土流失之成效可視化。利用先進的可視化技術,可以更直接瞭解其功能和效果,進而幫助地方農民和政府提供更有效的管理策略,促進農業永續發展。   為了促進農民的理解,此研究利用無人機測量將防風林的作用精準可視化。此舉成為全球首例。此外,利用裝載雷射掃描儀的iPad和iPhone代替無人機,可以有效測量田畝,讓當地農民可以運用手邊熟悉的設備輕鬆掌握防風林的作用。   此外,本研究根據 iPad 測量的數據,建立田畝的立體模型,製成3D列印。這項模型除了使防風林的成效可視化、具象化,同時有助於作為教學上的教材應用,例如防災教育和環境教育(木材教育)等。此研究結果於 2024 年 3 月 12 日線上公開於《Computers and Electronics in Agriculture》期刊。【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
日本首創的數位永續森林綜合管理
2024/11/09
一直以來,森林在維護管理上面臨諸多難度與挑戰,例如,安全性的人為問題,往往要耗費龐大時間、勞力與管理費用等。再者,經濟效益不佳造成林業從事人員的短缺。因此,日本國內森林很難受到全面性的良好保護與應用。另一方面,森林的荒廢不僅與地方木材產業衰退息息相關,災害損失與生物多樣性的喪失,同時也左右地方產業發展,國產木材能否穩定供給更是攸關國內建築產業的營運。   隨著國際間自然正成長(Nature-positive)的浪潮,以活化森林永續經營的日本鹿島株式會社開始一項「Forest Asset」數位森林支援計畫。 這項計畫利用無人機的自動飛行功能取得森林上空與內部數據,準確掌握森林樹種的體積、高度、位置等點群大數據並加以解析。這項無人機的雷射測量數據應用是日本國內首創。   「Forest Asset」主要由兩大核心技術組成。利用由名古屋大學共同研究開發的森林點群大數據解析技術,結合瑞典Deep Forestry公司製造的高功能雷射無人機,可有效掌握森林中樹種的詳細組成與分布資訊。這項技術可以從過去人為測量範圍約0.1~0.3ha/日,擴增到10ha/日的範圍,由於數據準確度高,節省勞力之效益可達到30倍以上。   此外,再加上結合稀有動物的生態環境調查技術,還能提升森林的生物多樣性,以及加強涵養森林水源的機能性,充分發揮森林潛在附加價值,持續為森林維護貢獻一份心力。【延伸閱讀】- 永續林業 不分國內外
林下經濟新亮點!用國產材造蜂箱 保護天然林、創造收入
2024/09/26
林業署南投分署指出,為友善環境,兼顧發展山村產業,近年從森林產物採取、林下經濟發展、社區林業推動,到山村輔導計畫等協助地方活絡綠色經濟,目前已開放林下種植段木香菇、木耳及台灣金線蓮、山茶、馬藍及天仙果等品項。   隨著全球氣候變遷和環境變化,蜜蜂數量大幅減少,對生態系統和農業生產造成嚴重影響,進一步鎖定南投具豐富林業資源特性,對轄內山村部落推廣林下養蜂,指導居民利用台灣杉、柳杉等國產材打造蜂箱,盼協助當地發展森林蜂產業。   該分署分署長李政賢說,利用台灣杉、柳杉等國產材打造蜂箱,不僅能為森林蜂提供安全的棲所,使其在具備良好蜜源條件的山林環境中,生產不同風味的特色蜜,同時促進林地林用的永續發展,並帶動木材生產產業,進而提供林業收益。   而為協助山村部落發展林下養蜂產業,除了指導製作國產材蜂箱,也規畫初、進階的養蜂及蜂產品專業推廣課程,日前更率轄內部落居民前往新竹關西實地瞭解台灣野蜂的飼養及銷售管道,盼透過多元課程及經驗交流,增加在地經濟收入。【延伸閱讀】- 臺灣養蜂業的問題與林地養蜂的建議 圖一、林業署南投分署指導轄內部落居民利用台灣杉、柳杉等國產材動手作蜂箱。 圖/林業署南投分署提供 圖二、林業署南投分署帶領轄內部落居民前往新竹關西實地瞭解台灣野蜂的飼養及銷售管道。 圖/林業署南投分署提供 圖三、林業署南投分署帶領轄內部落居民參觀蜂箱製作工廠。 圖/林業署南投分署提供 圖四、林業署南投分署指導轄內部落居民利用台灣杉、柳杉等國產材動手作蜂箱。 圖/林業署南投分署提供 圖五、林業署南投分署指導轄內部落居民利用台灣杉、柳杉等國產材動手作蜂箱。 圖/林業署南投分署提供
科學家發布了關於種植紅樹林儲存碳能力的新研究
2024/09/14
過去50年來,由於人類所引起的土地利用變化、極端天氣事件和侵蝕,全球紅樹林面積減少了35%。隨著人們越來越重視紅樹林的保護和恢復,紅樹林不僅是作為重要的碳儲存庫,還在海嘯和暴潮(Storm Surge)期間提供沿海防護,同時也是多種物種的棲息地。科學家早已確認紅樹林具備吸收和儲存碳的能力,但有關人工紅樹林需花費多長時間才能達到與自然紅樹林相同碳儲量的研究仍有限。【延伸閱讀】- 【增匯】樹木多樣性可能會增加森林土壤中碳與氮的儲存量   過去,美國太平洋群島林業研究所(Institute of Pacific Islands Forestry)的研究人員發現,柬埔寨已有20年歷史的紅樹林種植區,其碳儲量與自然紅樹林相當。基於此發現,由美國林務局國際計畫辦公室的 Carine Bourgeois 領導的一支國際研究團隊進一步探討人工紅樹林的碳儲量。   該研究團隊利用過去40年的數據和近700個全球人工紅樹林的資料建立邏輯模型,結果顯示,20年後這些樹木的碳儲量可達到自然紅樹林的71%至73%。這一結果對全球紅樹林恢復工作具有積極意義。   此外,研究團隊還對紅樹林進行監測以評估其復原情況。國際林業研究和世界農林業中心(CIFOR-ICRAF)的研究人員指出,定期監測紅樹林能夠提供關於其生存和恢復效果的重要數據,有助於在必要時制定調適性的管理策略。然而,該研究人員強調,紅樹林種植並非恢復的長期解決方案,模型顯示,即使成功種植紅樹林,20年也只能吸收不到全球年排放量的的1%。因此,保護現有紅樹林是目前首要的工作。【延伸閱讀】- 紅樹林藍碳估算新方法
新研究改變了氣候模型:植物吸收的二氧化碳比想像的多
2024/09/11
1960 年代核彈試驗的放射性碳分析結果顯示,現有的地球系統模型可能低估了陸地植被和土壤所吸收的碳量。研究人員指出,這些碳的儲存時間比之前認為的更為短暫,這表示人工排放的二氧化碳在陸地生物圈中停留的時間可能不如現有模型預測的那麼長。因此,為了制定有效的氣候政策,有必要使氣候預測和全球碳循環的描繪需要更加精準。   據研究指出,植被和土壤吸收約30%的人為二氧化碳排放量,但二氧化碳淨流入陸地生物圈的過程卻未受到限制,這在全球淨初級生產力(NPP)和碳週轉率的過程中尤為明顯。NPP是指植物利用大氣二氧化碳產生新組織的速率。但目前NPP的估計值差異很大,主要是因為依賴統計預測和有限的場地規模測量。   1950和1960年代的核彈試驗增加了大氣中的放射性碳(14 C),這些碳被陸地生物圈吸收。追蹤核試驗後生物圈中放射性碳的累積,有助於評估NPP和碳週轉率。然而,直接觀察全球14 C的累積一直是一項挑戰。為了解決這一問題,英國倫敦帝國學院研究團隊結合了核彈產生的放射性碳預算與模型模擬,為20世紀60年代(1963年至1967年)的全球核電廠提供精準的約束條件。【延伸閱讀】- 找出能夠適應「更熱地球」的根將有助於緩解糧食供應的壓力   最終研究發現,現有模型低估了 20 世紀 60 年代核電廠的規模和影響。當時的淨生產力至少達到每年63 PgC/年,而目前的碳排放率已增長至 80PgC/年,遠高於現有模型預測的43至76 PgC/年。這種差異主要源於模型低估了短壽命或非木本植物組織中儲存的碳量,而碳的吸收和週轉正是陸地生物圈中控制人為二氧化碳碳匯的主要因素。【延伸閱讀】- 日本 2050 年實現碳中和之情境分析   因此,該研究提出,陸地生物圈中的人為碳儲存可能比之前認為的更短暫,並且更容易受到未來環境變化的影響,迫切強調須進一步改進氣候模型,以提高預測精確度。
產業追蹤/香氛研發 打造台灣專屬記憶
2024/09/05
花東地區曾經是香茅種植以及香茅精油提煉的主要產區之一,這裡還種植許多特殊藥草植物。在1930年代,台東知本地區以種植可預防瘧疾的金雞納樹及其他藥草(如青脆枝、白鶴靈芝草等)聞名。然而,隨著時代變遷,這些產業逐漸消失,不過在近年來休閒農業和香氛產業的興起,花東地區的香草植物種植場域日益增加,為當地產業帶來多元化嘗試。   過去,花東地區產業要求大量生產高品質產品,捨棄本質,導致發展受限,為了讓在地特色走向國際,開展產業規模,在經濟部產業技術司補助下,推動香氛成為花東未來主要產業,積極導入氣味組成分析設備和建構技術,並利用機能性檢測技術(抗氧化、抗菌、抗發炎等)服務平台,協助業者提升自我研發能量,也將在地的農特產作物或農產次級品,轉化成香氛產業中的妝品原物料,並建構出專屬東台灣地區的香氛妝品產業鏈。【延伸閱讀】- 解放防疫悶心情!雲林跨域特展 5感體驗療癒生活   在進行當地香氛業者盤點過程中,也發現香草植物種植已成為在地農業單位積極推廣的項目,不過,香草植物時常受到氣候環境的影響,造成其成分組成差異,進而影響產品開發的品項類別。因此,在經濟部產業技術司補助下,引入氣味組成分析技術,並在「氣相層析串聯質譜儀分析檢測系統(GC-MS/MS)」的設備基礎上,幫助業者分析香草植物的指標成分含量,協助建立內部品質管控資料,這些資料不僅能作為原物料採購的價格依據,還可以與契作農戶商討田間管理和種植方法,有效縮短業者掌握原物料特性的時間,並建構專屬的香草應用資料庫。   為了配合業者的需求,積極開發多項氣味組成分析技術服務,利用溫度、萃取方式和熟成時間等參數,嘗試建立山、川、里、海多元環境的氣味模組。過去的分析技術,只侷限氣味的組成,無法體現立體層次與流動,透過技術升級與導入,能達到在室內重構出雲霧繚繞清晨之初的氣味情境。   花東地區面臨農業轉型的挑戰,許多田地休耕甚至荒廢,促使過去政策型農業經濟模式,往精緻及特色型農業經濟的方向前進,提升農業產值並促進土地多元應用,而香草的種植不僅不與糧地競爭,還能作為輪作選項之一,解決閒置農耕土地的問題。相信不久的將來,除了可以見證花東地區成為台灣的普羅旺斯之外,更可以在世界各地看到專屬台灣嗅覺記憶的商品。【延伸閱讀】- 焦慮世代-戶外療癒篇/打開感官 森林療癒身心靈   (作者是東部產業技術跨域應用及環境建構計畫成員) 經濟部產業技術司   經濟部產業技術司整合法人研究機構、產業界、學術界之研發能量與軟實力,促成國家創新系統成員間的科技創新連結,於智慧科技、綠能科技、製造精進、民生福祉、服務創新等領域,開發具前瞻性、關鍵性及跨領域之產業技術,並將研發成果多元移轉落實產業界應用,促進創新研發成果走向產業化與國際化,以厚實產業技術能量,提升產業創新效益。
氣候變遷導致樹木難以「呼吸」
2024/06/05
透過光合作用,樹木從大氣中吸收二氧化碳以獲得新的生長。然而,在壓力條件下,樹木會將二氧化碳再次釋放回大氣中,這個過程稱之為光呼吸。通過全球樹木數據分析,美國賓州州立大學的研究人員證明相較於涼爽的氣候,在溫暖的氣候中樹木進行光呼吸速率會加快一倍,尤其是在水源有限的情況下。在亞熱帶氣候,當每日平均溫度超過約華氏68度並持續上升時,光呼吸的閾值被觸及,情況將更加惡化。這些發現使我們對植物在吸收或使用大氣中的碳有更深層次的認識。        目前,植物每年吸收約25%人為排放的二氧化碳,隨著氣溫的升高,該比例將可能降低,使它們難以再作為抵銷人類碳排放的解決方法。        在過去只能透過使用活的植物或保存良好的標本來測量光呼吸的速率,因此難以研究大規模或過去植物吸收碳的速率,而最新研究是透過觀察木材中甲氧基的同位素豐度變化,來追蹤樹木光呼吸的過程,藉此提供一個更全面了解植物光呼吸過程的方法。同位素就如同原子的種類,原子會因為質量的不同而具有不同的同位素。        現在研究人員已經驗證了利用木材觀察光呼吸速率的方法,用於預測樹木在未來的「呼吸」情況以及它們在過去氣候條件下的表現。研究人員未來將利用木材化石來發掘數千萬年前的植物光呼吸速率,以驗證植物光呼吸對氣候的影響隨地質年代的變化而改變的假設。【延伸閱讀】 - 【增匯】透過岩塵可以吸收45%的空氣中二氧化碳以實現淨零排放
焦慮世代-戶外療癒篇/打開感官 森林療癒身心靈
2024/03/07
台灣第一批森林療癒師去年十月出爐,透過農業部林業署的「森林療癒師認證培訓平臺」,完成核心課程、活動課程及實習課程,始能獲得認證,首批共卅四名,年齡分布廣,來自不同專業領域,包括醫療人員、心理諮商、劇場工作者、森林系研究生,還有太極拳專家等。   台大森林環境暨資源學系教授余家斌與林一真、袁孝維兩位教授,同為台灣森林療癒研究主要推手,余家斌受訪時表示,目前平台註冊破四千人,實際參加課程者約一千二百人,今年預計還會誕生五、六十位森林療癒師,「拿到林業署證照後可自由接案,有學員自行創業。」   例如去年雲林縣曾招募最新出爐的森林療癒師,帶民眾進入森林體驗五感慢活;首批獲得認證的台大森林系學生林家民,在台灣第一家專門體驗森林療癒的公司「森林邦」擔任知識長。 科學實證 森林療癒助健康   台灣森林占全島六成,幾乎人人都會走森林步道,為何還需要森林療癒師?   余家斌表示,若把森林比喻為硬體,森林療癒師就是軟體,協助民眾避免危險因子,遇險時有效處理,還能以專業引導民眾打開感官、融入森林環境。   每位森林療癒師設計的體驗不盡相同。余家斌喜歡帶學員「尋找森林裡的彩虹」,即尋找各種顏色,大家會發現,原來森林不是只有綠色,曾有學員找到金色—來自一顆掛在樹上的金色蟲蛹。   還有「聲音地圖」,拿紙和筆到森林找地方坐下,閉上眼睛想像自己在紙中央,聆聽周遭水聲、風聲、蟲鳴鳥叫,然後畫下來。透過沉浸體驗使活力增加,負面情緒便可減少。   「森林,是讓人身心靈休息、恢復的地方。」余家斌表示,森林療癒是以個人健康出發,透過體驗活動與自然連結,從而得到身心平衡的健康促進效果。他說明,森林療癒功效有科學實證,涵蓋心血管、神經系統、免疫系統和心理健康四大層面,像是改善心理健康、改變腦波、提升免疫力、有助自律神經功能調節,「只要從都市走入森林就有降低血壓的效果。」 自然療養 德日韓盛行已久   利用森林作為保健與治療場域,是國際新興趨勢。以德國的自然療養基地為例,由醫師開立自然處方箋,民眾可在林間散步、做森林瑜伽、享用植物養生餐,改善身心狀態,德國政府很早就認可合法性,自然療法費用也能由醫療保險支付。目前德國約有三百五十處已認證的自然療養基地。   日本很早就有利用自然改善健康的文化,近年由非營利組織在各地推動森林療癒,因農村人口外流問題嚴重,為活化在地資源,發展出結合地區的健康旅遊產業。南韓較晚引進森林療癒,但在政府重視下發展迅速,成立森林福祉中心,提供全年齡療養模式,主要經費由南韓樂透盈餘支付。   余家斌期待,森林療癒成國家政策,讓健保資源少花在「治病」,更多在「預防」,縮短晚年臥床時間。
亞馬遜河流域退化的泥炭地是被忽視的碳源
2024/01/23
秘魯的亞馬遜棕櫚泥炭濕地儲存了大量的碳,但過度開採棕櫚果實造成土地退化,增加碳排放。CIFOR-ICRAF (國際林業研究和世界農林業中心)的科學家在一項新研究中,首次實際測量從棕櫚泥炭濕地失去的碳,這將使秘魯能更精準計算國家的溫室氣體排放量。   CIFOR的研究人員表示,在未被破壞的自然狀態下,土壤具有吸 碳能力,但在中度劣化的情況下,土壤的吸收能力受到嚴重抑制,最多減少了88%。這是因為土地退化後棕櫚的數量減少,葉子和根葉也變得更加稀少,導致土壤無法再有效地累積碳。而在重度劣化的情況下,棕櫚泥炭濕地的土壤則成為大氣中碳排放的主要來源。   秘魯的亞馬遜泥炭地大部分是以曲葉矛櫚為主的棕櫚濕地,那裡的葉片和腐爛根系在經過數千年累積後,形成深層泥炭。然而,為了採集果實,採收者通常會砍伐棕櫚樹,隨著時間的推移,棕櫚濕地開始受損,最終成為碳排放的淨源,而不再具有吸收碳的能力。   在一個中度劣化的濕地中,植被和泥炭的碳總排放量每年每公頃高達六噸,而在高度劣化的地區更多。這個數值是研究團隊預期的兩倍之多,對於該國的碳核算產生了重大影響。不同於東南亞泥炭地的水被抽乾作為農地使用,秘魯亞馬遜的劣化過程則較為緩慢。儘管祕魯有監控砍伐森林的措施,但直到現在,卻沒有辦法計算劣化泥炭地排放了多少碳。   過去,秘魯不得不使用以亞洲泥炭地為研究的排放係數,但兩地生態系統不同,而且導致泥炭地劣化的活動種類也各異。研究人員表示,現在秘魯擁有這些數據,可用於國家的排放計算,能將亞馬遜泥炭地退化的排放與東南亞泥炭地退化進行比較,作為永續管理措施的參考。   本研究來自永續濕地適應和減緩計畫(SWAMP)和 CIFOR REDD+ (Reduced Emissions from Deforestation and Forest Degradation)全球比較研究,也是國際農業研究諮商組織(CGIAR) 森林、樹木和農林業研究計畫的一部分,並得到美國和挪威政府的支持。【延伸閱讀】-【循環】印尼棕櫚油廠將在日本幫助下將甲烷轉化為生質燃料

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