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趨勢快訊
產業追蹤/科技助攻 農業發展再進化
2022/12/27
氣候變遷影響糧食安全,台灣農業除面對氣候問題,少子高齡化也直接衝擊農村生產力。據行政院主計總處資料統計顯示,台灣農村人口逐年老化,台灣農業就業人口65歲以上占比逐年增加,近二年老農占比近20%,而整體農業就業人口較30年前少了一半。極端氣候頻率增加,農作物遭颱風、雨害、旱災或高溫等逆境傷害也增多,對於農業總產量及農業損失影響甚鉅。農業因天災致損金額,每隔幾年就創新高。        為解決農業困境,透過各界攜手,應用台灣堅實科技力,為農業找解方,如智慧感測守護農地微環境,將老農經驗化為專家智慧,引進農務智動化,讓農畜廢棄變身能源,涵養農村,還綠大地。        智慧農業可為經驗缺乏者建立田間數據資料庫,提供農事標準流程與智動生產協作,如智慧生產的數位服務,讓勞動力缺少者,提供如協作載具、省力輔具等設備作智動生產協作,同時也能達到減碳淨零化,建立農業生產碳排資訊、廢棄物循環利用,掌握農業碳權,滋養沃土、永續不息。結合ICT與機器人技術實現省工與提高產值,提供消費者信心,讓工作者免於辛勤工作和危險工作,提高生產收穫,實現自動化與無人化,實現所有人都容易從事的農業。        結合科技和農業,關鍵的因素是「數據」。過去農業的數據都在長輩身上,他們用嫻熟經驗判斷何時插秧、收割,若想幫助年輕人從農,就要將長輩的智慧化作AI來掌握氣候、土壤、施肥等關鍵數據。有了數據之後,就要再進一步發展商業模式。尋找好的商業模式會讓農民獲利及增加市場競爭力,提高導入新科技。        例如丹麥養豬產業就是很成功的案例,丹麥只有500萬人,卻有2,200萬頭豬,產值媲美台灣的台積電,主要是運用感測與科技進行養殖,從飼料多寡與成長速度進行分析比對、用智慧切肉控制屠宰部位、將豬的排泄物從沼氣再轉化為天然氣,沼渣又種牧草等,形成永續循環。        技術和成本是導入智慧農工面臨的二個問題,降低成本,讓技術有高性價比,讓農民願意接觸新的科技,才能真正將智慧科技導入農業生產裡,如畜舍掃地機器人是很好的例子,大家不願意做的豬舍清潔,利用機器人來做,引進很多國外技術,在台灣環境再做改善,就可以快速把技術移轉給農民來使用。        除降低成本外,另一方面是提高產值,農業是最有可能從淨零碳排中獲益的產業,在未來的碳交易中成為提供者、碳交易的獲利者,可以讓農業產值最大化。        工研院與有「檸檬王」之稱的永大食品合作,將檸檬皮廢渣萃取轉化成純露、精油與高價值果膠等材料,而檸檬酸屬於有機酸可以改善土質,檸檬皮亦可讓乳牛食用,泌乳味道更有風味;不僅如此,過去畜牧業及工業排出的甲烷,約占溫室氣體的十分之一,升溫效果是二氧化碳的30倍,但乳牛吃了檸檬皮後減少近20%。        科技結合農業要把所有單點串成面,甚至串成生態系,才能加強農業韌性,也能改變年輕人對農業的看法,讓他們對農業有更多的想像,農業是有韌性的產業、對環境友善、在碳交易上也有收益,不是只有種田,更能發展青銀共創的智慧AI。        台灣農業規模雖然不大,但如果把智慧農工做好,就能讓技術出海,前進東南亞等國家,為台灣創造商機。自然是生生不息的循環,科技則可幫助生生不息持續下去。工業相對較難負碳,但農業卻有機會做到負碳,只要能循環就能減碳,更有機會做到固碳,把農業提升到另外一個境界。【延伸閱讀】- 日本智慧農業最前線-利用科技改變農業經濟
基因工程浮萍可能是更永續的生物燃料來源
2022/12/26
雖然玉米和大豆等植物是生物燃料的主要來源,但它們生長在原本可用於種植糧食作物的土地上。考慮到這個問題,科學家們透過基因工程改造了可以在廢水中生長的產油浮萍。         該研究由美國能源部布魯克海文國家實驗室和紐約冷泉港實驗室的研究人員進行。他們從一種名為Lemna japonica的浮萍著手,在其中添加了多個已知可以驅動其他植物生產和儲存油類的基因。         但有個挑戰在於,一般情況下,推動脂肪酸產生的基因也會阻礙植物生長。為了解決這個問題,推動的基因與另一個被稱為啟動子的基因配對,後者透過向水中添加特定的化學誘導劑來活化。研究人員表示,添加這種啟動子會一直關閉推動基因,直到添加誘導劑,這使得植物在我們開啟脂肪酸/油的生產之前能夠正常生長。實驗結果顯示基因工程浮萍以幾乎 10% 的乾重生物量累積油,據報導,這比植物的野生對應物的累積率增加了 100 倍。它的油產量也比大豆高七倍。然而,與大豆不同的是,浮萍作物不會佔用農田,因為它們生長在大型容器或水池中。科學家們建議浮萍作物可以在養豬場和家禽場的液體廢物徑流中生長,這些植物將透過從水中吸收多餘的營養物質來幫助清理這些廢物。         團隊目前正在研究以商業規模種植浮萍並從中提取油的方法,該研究論文發表在《Plant Biotechnology Journal》期刊上。【延伸閱讀】- 浮萍遺傳訊息與生長控制之聯結以開發下一代農作物
台灣山茶新增為林下經濟品項 林農種3年後可採摘收成
2022/12/23
南投茶葉博覽會將於下周正式揭幕,南投林管處與茶葉改良場魚池分場合作,推廣林下經濟,開發出台灣原生山茶的眉原山品系新品項,將首度公開讓林農試種,將可提供中部民眾品嘗台灣原生茶的滋味。        南投林管處指出,農委會去年將台灣山茶新增為林下經濟品項,林農經營3年後即可採摘、收成,新增保安林範圍的國土保安用地得經營林下經濟,於顧及保安林功能前提下,容許地主或承租人進行林下品項經營,以惠益保安林周遭山村居民,更能強化林地林用誘因,也為消費市場帶來更多優質的森林產品。        處長李政賢說,300年前台灣就已經發現台灣山茶,是樹齡可達百年的台灣原生植物,在維護台灣山茶基因多樣性與產業收益的前提下,中部地區僅提供種植眉原山品系,生長環境介於海拔700至1650公尺,林務局規劃的林下經濟栽植方式以順坡,及單一條列行距1.5公尺與既有林木混植。培育過程中,台灣山茶須維持其自然生長不以截幹矮化、嫁接及淨土等農藝方式經營。        日治時期,眉原山曾設16.3公頃的野生茶樹保護區,南投林管處因而與林試所投入台灣山茶苗培育,今年已可開放5000株台灣原生山茶苗木供林農登記申購,每株售價為120元,栽培面積以2公頃為上限,每公頃栽植株樹以1111株為上限,讓經營公私有森林的林農可以認識台灣原生山茶的友善經營模式,苗木申購部分,可洽南投林管處各工作站或作業課窗口049-2365226轉2203、張小姐,將有專人協助服務。【延伸閱讀】- 非木材森林產物在台灣林業發展的可能性與策略
研發高值化環境友善多功能地膜 興大團隊榮獲國家新創獎
2022/12/22
中興大學土環系特聘教授林耀東、植病系兼任教授黃振文、材料系副教授薛涵宇共組跨領域研究團隊,研發「高值化智慧環境友善多功能型地膜」,具有防止水分逸散、維持土溫、抑制雜草、生物可降解特型等基本功能外,更可依據不同土壤特性、農藝條件,調配材料參數控制其分解速率,榮獲第19屆國家新創獎學研創新獎。         林耀東表示,全球地膜市場在2020年總市值達35億美元,預計在2027年成長至58億美元,但農業塑膠殘留物造成嚴重環境污染,目前全球市場尚未有相關具有環境友善、植物保護、天然肥分、土壤碳蓄存(負碳技術)和增進土壤健康的智慧多功能型地膜,因此研發可降解地膜成為刻不容緩的全球議題。         興大團隊研發出的技術,相較於現有商用地膜其降解速率增加52.17%、水溶性提升50%,除具備傳統可分解地膜的基本功能外,也為環境友善、植物保護、天然肥分、土壤碳蓄存和增進土壤健康附加價值。所有材料均為生物可降解特性,配合材料水解、紫外光分解機制,可依據不同土壤特性、農藝條件調配材料參數,以控制其分解速率。         傳統地膜使用後殘留破片分解為塑膠微粒,將影響土質結構、化學環境、作物對水分養分的吸收,甚至藉生物鏈途徑進入物種體循環體系,最終造成環境污染及人體健康危害。         高值化智慧環境友善地膜,具備環境友善特性,地膜完成農藝期間的保水、保溫、抑雜草功效後,地膜分解後將農漁畜廢棄物衍生的生物炭(碳源)、角蛋白(氮源)、微奈米氧化鈣(鈣源)做為土壤天然肥分、植物保護製劑及碳蓄存,並提升土壤健康及品質。         此技術首創將土壤肥力、植物保護製劑及土壤碳蓄存合而為一,依據研究結果顯示,該款地膜可增加 1.17% 的土壤碳儲量、保持土壤水分15.20%、 2.88%作物產量及增加土壤的微生物活性30%。【延伸閱讀】- 降低農藥使用提升果品良率 台南楠西青農班長研發農業資材獲獎
綠茶萃取物可以減緩腸道發炎並降低血糖
2022/12/21
代謝症候群是一種每年影響超過 300 萬美國人的疾病,與腸道健康有密切關係,患有心臟病、糖尿病和其他健康問題的人們至少會發現3個風險因子(腹部脂肪、高血壓、高密度脂蛋白膽固醇較少、高血糖和三酸甘油酯),而腸道之高滲透率和腸漏也會使腸道細菌和有毒化合物進入血液,刺激低度慢性發炎,代謝症候群的風險因子通常指數僅小幅改變,尚未到達需藥物治療的階段,但仍對健康構成巨大風險,大部分醫生會建議減肥和運動鍛煉,但多數人無法適應生活方式改變,美國俄亥俄州立大學研究團隊希望提供一種新的飲食方法,幫助控制或逆轉代謝症候群的風險。         許多研究指出,攝取綠茶與維持良好的膽固醇、葡萄糖和三酸甘油酯指數有關,但尚無研究顯示綠茶對腸道的益處與健康因素之關聯,研究團隊在前期研究發現改善腸道健康與接受綠茶補充劑小鼠之降低肥胖及健康風險有關,而新研究首次驗證綠茶的抗發炎特性可能對與代謝症候群相關的健康風險具保護作用,綠茶萃取物還可以降低健康個體的腸道發炎、滲透率,以及血糖、葡萄糖數值,並將成果發表於《Current Developments in Nutrition》期刊。         實驗挑選21 名代謝症候群患者和 19 名健康成年人,共40名參與者連續28天食用含有綠茶萃取物、富含兒茶素(抗發炎化合物)的軟糖,每日劑量等於五杯綠茶,在隨機雙盲交叉試驗中,所有參與者在休息一個月後,再連續28天服用安慰劑,整個實驗期間所有參與者皆遵循低多酚飲食,因此結果可視為補充綠茶萃取物後的影響。結果顯示,儘管空腹胰島素、三酸甘油酯、總膽固醇和高密度脂蛋白膽固醇含量不受治療影響,但比起安慰劑組,綠茶萃取物組的空腹血糖指數顯著降低,檢測糞便中促炎蛋白減少也驗證參與者因綠茶治療而減少腸道發炎,另藉由評估尿液中的糖量比(sugar ratio),發現綠茶萃取物組的小腸滲透率明顯降低。         研究結果指出,無論健康狀況如何,服用茶葉萃取物都能降低血糖,而降低血糖可能與減緩腸漏症及腸道發炎有關,研究人員推測若能改善腸道,可以減緩或逆轉引發心臟代謝疾病的低度發炎,團隊未來將進一步分析參與者腸道中微生物群落和血液中細菌相關毒素含量。【延伸閱讀】- 抹茶可能有助改善睡眠和社會認知功能
遮光處理對茶葉咖啡因與EGCG含量之影響
2022/12/20
根據美國茶葉協會2021年的研究,未來美國對於茶葉的需求預計將繼續成長,然而有調查指出國內大多為小於2公頃的家庭農場,茶業發展和生產設施與技術仍面臨諸多挑戰,面對極端氣候如何提升產量與品質是產業的重大考驗。墨西哥灣沿岸受到夏季的全日照和高溫可能會對茶葉品質產生不良影響,過多日照會使茶葉中苦味相關化合物(如類黃酮和木質素)增加,為抑制苦味化合物以有效改善茶葉品質,美國路易斯安那州立大學農業中心(LSU AgCenter) 研究人員在Hammond研究站的全日照茶廠進行暫時遮光研究,評估在夏季時將茶樹以遮光處理40天對茶葉咖啡因和兒茶素EGCG的含量影響。         茶園栽培品種為Georgian,研究時間為6月中旬到7月底,使用0%、40%和80%的黑色遮光布,每個組別各覆蓋4塊約27平方公尺(含7~10株茶樹)的土地,實際遮光程度由光合有效輻射(PAR)感測器測量,跟全日照相比,40%遮光布在PAR範圍內減少約45~71%的光,而80%遮光布則約減少64~80%的光線。在遮光處理開始前15天採收含有1芽1葉的嫩芽,樣品為遮光處理前組別;在遮光處理開始前一天修剪茶樹,在40天遮光處理期間生長的新芽,其嫩梢於移除遮光布前三天採收,樣品為遮光處理期間組別;去除遮光布後,所有的茶樹都在充足陽光下生長,並於35天後採收,樣品為復光處理組別。         各組新鮮茶樣在收穫後加工為白茶和綠茶,並將36 個樣品分別儲存在冰箱1個月後,再以高效液相層析(HPLC)分析咖啡因和EGCG含量。         結果表明,遮光處理會降低綠茶樣品中抗氧化物EGCG的濃度,但在去除遮光布35天後恢復到處理前的程度,與預期結果相異;而無論遮光程度如何,遮光處理可使白茶樣品的咖啡因濃度降低,且遮光前之白茶樣品的咖啡因濃度高於復光後的樣品。         初步結果顯示,暫時遮光處理對 EGCG 和咖啡因濃度的影響不同,仍需進一步研究來瞭解光照程度(強度與範圍)對這些關鍵化合物的綜合影響,研究團隊將針對樣品的風味和香氣進行分析,並精進藉由遮光處理控制茶葉品質的效果之研究。【延伸閱讀】- 英國飲茶者對茶飲與餐點搭配喜好調查
在不影響糧食安全的情況下減少化肥的使用
2022/12/19
烏俄戰爭對全球糧食系統帶來不小的影響,原物料與食品價格的飆漲對脆弱國家的衝擊顯而易見。聯合國的報告更指出,2050年全球人口預計將再增加20億人,全球糧食系統將面臨更險峻的挑戰。伴隨著地緣政治的動盪及全球人口的成長,未來全球糧食產量必須提高50%才足以滿足人類的需求。         肥料是全球上重要的農業投入品之一,農民利用氮肥來提高作物的產量。在全球糧食不安全加劇的時代,為了大幅度提高糧食的產量,農民對於化肥的需求也會增加。以目前情況來說,肥料佔全球糧食生產的一半。在過去的20年中,加拿大的化肥使用量有所增加,因為農民經常利用化肥來增加產量。加拿大政府於2020年底宣布溫室氣體減排目標,包括到2030年,田間施用氮肥的氧化亞氮排放量減少30%。然而,最近一項由加拿大市場調查公司Abacus Data進行的調查,64%的加拿大人表示即使無法將化肥排放量減少30%,加拿大仍應該專注於糧食生產。因此,加拿大必須在化肥減排目標與糧食產量間取得平衡。         加拿大肥料公司與加拿大油菜理事會(Canola Council of Canada, CCC)發布研究報告顯示,加拿大可以在提高作物產量的同時利用工具與技術有效減少施肥產生的溫室氣體排放量。         該研究以安大略省、魁北克省與三個草原地區等五個區域的種植系統建立的經濟與氧化亞氮排放量的模型,並比較不同正確來源、速率、時間、地點(Right Source、Right Rate、Right Time、Right Place, 4R)最佳管理措施(best management practices, BMPs)採用率的影響。報告指出,透過採取BMPs亦即正確的來源、速率、時間、地點(Right Source、Right Rate、Right Time、Right Place, 4R)方式協助生產者優化肥料,以減少對環境的影響,同時將經濟效益最大化,並且在2030年,溫室氣體排放量可以減少14%。         雖然實施4R BMPs的成本每年高達4.95億美元,但到2030年,產量的增加可以為農場增加43億美元的收入,這對於農民來說具有相當的吸引力。目前許多加拿大農民已經採用BMP來減少化肥的排放。未來8年政府將投資500萬美元用於支持關於化肥使用的調查,將相關資訊建立在模型中,以獲得更準確、可靠的數據。【延伸閱讀】- 智慧土壤傳感器可以減少肥料對環境的破壞
花蓮農改場分析原民作物功效 打造保種園地
2022/12/16
花蓮區農業改良場長期投入保種工作,蒐集保存重要作物的種原,育成多個原民特色作物,以特有蔬菜及豆類兩類為主。今年加強分析原民作物的機能性功效與應用,看準作物的氣候調適韌性,打造保種天堂。        花蓮有阿美族、太魯閣族、撒奇萊雅族、噶瑪蘭族、布農族及賽德克族六大族群,蘊藏豐富的原民作物與農耕智慧,例如阿美族食用野菜經驗、布農族豆類耕作文化等,具在地特色及保存利用價值。        農改場蒐集的種原繁殖體以種子為主,部分須利用扦插或種球繁殖,目前蔬菜類蒐集到火蔥、蕗蕎、苦茄、雞心椒、小米椒、黃麻、土人參、巴蔘、糯米糰、番杏、山芹菜、刺芫荽、鐵砲百合、落葵、紅地瓜葉、綠地瓜葉、紅梗芋頭、綠梗芋頭、紅藜及苦苣共20種。        豆類則有白鳳豆、鵲豆、翼豆、八月豆、米豆共5種,農改場建立繁殖與留種相關的技術,並輔導光復鄉太巴塱部落建立保種示範圃及栽植作業,研究原民野菜的機能性功效,也生產野菜供應部落風味餐廳。        農改場指出,原民野菜調適氣候能力強,穩定對內外提供農產,扮演「諾亞方舟」的角色,儲備疫情、乾旱與地震等災難所需的緊急救助資源。近年在疫情下,許多提升免疫力的機能性野菜能強身保健,成為極具發展潛力的特色品項。        其中花蓮月眉村特產的火蔥,在阿美族人老一輩流傳下來的傳統智慧,認為可預防感冒,經農改場委託實踐大學、國立師範大學及台灣大學學者以免疫細胞測試後,發現具有免疫調節的效果,將積極開發火蔥其他機能性功能。        另外,轄區內重要作物如山苦瓜、金針、黃芩、紫蘇等作物的機能性功效,花蓮農改場也將持續探討開發,讓原鄉部落可提升作物產值。【延伸閱讀】- 花蓮南安部落農業有成 縣府規畫推原民有機農業促進區
【綠趨勢】 混合地熱和太陽能系統供應家禽養殖
2022/12/15
由澳洲可再生能源署 (ARENA) 贊助澳洲墨爾本大學,與Ground Source Systems和Fourth Element Energy等地熱公司合作,為家禽產業創建了混合地熱和太陽能能源的供暖、通風和空調 (HVAC) 系統 。此合作項目顯示如何將畜舍的能源需求與可再生能源相協調,不僅可轉化為環境效益,還可為農民帶來經濟效益,進一步支持這項技術在家禽產業的應用。        第一階段將於今年在新南威爾士州Yanderra的商業家禽場Bargo安裝一個示範性的混合能源系統,包括一個地熱系統和太陽能光伏(PV)系統,可滿足家禽場的供暖、通風和空調 (HVAC) 需求。        傳統的肉雞舍需要加熱和冷卻,係由液化石油氣驅動的加熱器和蒸發冷卻器組合提供,澳洲養雞場每年的能源成本合計約為0.8至 1億美元。該團隊將製作一份關於 Yanderra 系統運行情況的公開報告,為家禽產業提供明確的成本效益分析。據團隊估計,如在 100% 的使用率下,新系統可以將該行業的溫室氣體總排放量,從每年180萬噸減少到80萬噸,減少約100萬噸。農民若使用混合能源系統,成本將比現有系統低75%至90%,安裝成本可在3- 6年內收回。        墨爾本大學地熱系統副教授Guillermo Narsilio說,已確定澳洲827個家禽場滿足混合能源系統所需的條件,且澳洲擁有世界一流的工程專業知識、理想的太陽能條件以及安裝地熱系統的空間;如果能在家禽產業中實現 15% 至 20% 的市場佔有率,將減少該行業十分之一,即 160,000噸的溫室氣體排放量。        ARENA 首席執行官 Darren Miller 表示,此合作項目可望提供一個重要的案例研究,而地熱系統是一種可行的替代方案,有助於減少澳洲家禽產業的碳排放,希望獲得的寶貴知識鼓勵更大的家禽公司加入,將地熱視為滿足能源需求和淨零碳排目標的可行性解決方案。【延伸閱讀】- 用地熱發電替代不環保的電池
【減量】發電廠改用木質生物質以減少碳排放
2022/12/14
根據美國喬治亞大學沃內爾森林與自然資源學院的一項新研究,用木質生物質替代發電廠的煤炭不僅可以滿足喬治亞州的電力需求,還可以減少碳排放,喬治亞州每年燃燒超過 700 萬噸煤炭,占喬治亞州電力部門所有碳排放量的近三分之二。研究人員Farhad Hossain Masum表示,用另一種燃料替代煤炭可以將排放量減少 43%。        於 2017 年,Masum開始尋找合適的原料來替代發電廠的煤炭,研究表示木質生物質,如木屑和伐木廢料,可能比其他可再生燃料來源更經濟、更環保。木材的烘焙就像烘焙咖啡,木材在華氏 400度左右加熱,去除水分並改變木材的化學成分,這一過程將木材的生物量減少了約 25%,將其轉化為類似木炭的物質,並賦予其與煤炭相似的能量密度。沃內爾學院副教授 Puneet Dwivedi 表示,烘焙後的紙漿木材和伐木廢料可用於燃煤電廠,而無需對電廠進行重大升級,這使得它成為煤炭的絕佳替代品。        Masum研究了三種不同的模型:(1)量化不做任何改變並繼續燒煤的影響 (2)研究利用紙漿木材作為燃料來源(3)評估使用紙漿木材和伐木廢料替代煤炭的效果。結果發現在第三種情況,也就是同時使用紙漿木材和伐木廢料,是喬治亞州最節能的發電方式,在不需對設施進行重大升級的情況下,可以減少燃煤電廠 43% 的碳排放量。        然而,這需要每年額外砍伐 100,000 英畝的林地;如果僅使用紙漿木來製造烘焙木材,則每年需要額外砍伐 340,000 英畝的林地;儘管烘焙木材需要砍伐更多的樹木來代替煤炭,但煤炭燃燒時排放的不可再生碳明顯多於烘焙木材。Masum認為,烘焙木材可以防止碳進入大氣,這種碳通常被認為是地下而不是大氣中的碳,有助於保護環境。另一方面,樹木在生長過程中會吸收大氣中的碳,如果能將伐木廢料整合到能源供應鏈中,還可以讓林務員更有效地利用樹木的每一部分。        Dwivedi表示,使用木質生物質替代發電廠的煤炭不僅會減少喬治亞州的碳足跡,並可為當地創造就業機會,促進森林健康,同時增加農村家庭的收入,確保以森林為基礎的生態系統。【延伸閱讀】- 以生質燃料的副產品應用於貯藏期農產品的蟲害管理
【減量】牛羊為英國在 2030 年前成功減少甲烷排放的關鍵
2022/12/13
影響全球暖化的2大因素為甲烷與二氧化碳,其中2020年79%的英國二氧化碳可在大氣保留300-1000年,表示二氧化碳長期影響氣候暖化,而甲烷在大氣停留時間較二氧化碳短,即屬短期影響,也就說明2050年若要將全球暖化變為可控範圍,需將甲烷的減量作為實施目標。因此,2021年的COP26會議中,英國與100多個國家承諾2030年全球甲烷排放量將至少減少到2020年含量的30%。 現況與2030年目標        在過去30年,英國農業的甲烷排放量基本維持不變,而其它兩種主要甲烷來源-廢物與能源的排放量則持續下降,因此,降低農業甲烷排放量顯得更為重要。藉由減少產生甲烷的動物的數量和對其產品的需求來減少這些排放,將有助於實現 2030 年目標。數據顯示,2008年至2018年間,英國的牛肉與羊肉消費量均有所降低,此外,疾病的爆發導致2001年羊群大幅減少並持續減少至2010年,同時,人們尚需在飼料、育種與疫苗接種技術上改進,另將酪農業及肉牛減少20%及減少1/3的羊群量,且當酪農及畜牧產品量降低,即減少廢棄食物與綠色垃圾的數量,則進一步減少廢物來源的甲烷量,透過多管齊下以利達成2030年的目標。 如何改變        調查數據顯示,越來越多農民願意為了環境而考慮改變經營農場的方式,例如農民在做農場相關決定時,認為溫室氣體「不是非常」或是「根本不是」重要的因素自2013年48%下降至2022年29%。此外,英國的紅肉與奶製品的消費量從健康和可持續發展的角度來看皆為過高,導致農場溫室體大量產出,應將產品的價格配合實際的生產成本,激勵農民降低每升牛奶的排放量,促使消費者做出改變。同時,降低畜牧數量亦可帶來其它效益,包括將更多土地種植人們的糧食而非動物的飼料,目前,英國55%的穀物(小麥、大麥與燕麥),及幾乎所有的油菜籽和玉米用於動物飼料,因此,減少畜牧養殖,多種植人們的糧食不僅可降低英國溫室氣體的排放量,還可改善國家糧食安全,並有助於免受國際情勢的影響。        綜上所述,英國政府需在農業和食品政策領域進行緊急變革,以達成2030年的目標並向自己國家與國際社會兌現承諾。【延伸閱讀】- 無人機如何協助乳牛場管理甲烷排放
【增匯】西班牙研發太陽能電板亦能使蜂蜜產業蓬勃發展
2022/12/12
在西班牙西南部塞維利亞附近的卡爾莫納小鎮, Juan Ignacio Lopez和家人五代以來一直飼養蜜蜂並生產蜂蜜。養蜂業在當地有著悠久的歷史,並有助西班牙成為歐盟領先的蜂蜜生產國家,除了促進經濟之外,蜜蜂也是全球生態系統的重要組成部分。        Ignacio認為由於殺蟲劑和氣候變化,幾乎已經沒有昆蟲的自然群體,而蜜蜂是最後仍然在野外生存的昆蟲之一,但目前也處於危險之中,如果沒有蜜蜂,大部分的食物都不會存在。        農業光伏(agricultural-voltaic)指的是在同一塊土地上同時經營農業和太陽能發電;在西班牙西南部的這個小鎮,由於恩德薩能源公司營運的太陽能養蜂場,這裡的蜜蜂產業正在蓬勃發展。養蜂場坐落在廣闊的野花和植物中,這些野花和植物種植在太陽能電板間並自然地生長;沒有除草劑,沒有農藥,成為一個蜜蜂和其他授粉昆蟲的完美棲息地。        蜜蜂受到高科技的幫助,它們的蜂巢都配備了特殊的傳感器來測量溫度和濕度;蜂箱的入口也會在特定時間打開和關閉,以調節內部空氣循環,一切都由特殊的控制中心監控。        自 2020 年恩德薩能源公司設置太陽能養蜂場後,當地的蜂蜜產量增加;除此之外,太陽能發電廠為 30,000 戶家庭提供足夠的電力,同時每年可減少 120 萬噸二氧化碳進入大氣。        恩德薩公司負責可持續發展項目的Inmaculada Fiteni表示,這是首次混合養蜂業和可再生能源領域,其他能源公司的太陽能發電廠也已經在安達盧西亞和埃斯特雷馬杜拉地區建造。農業光伏因植物的高度授粉,有助於芳香植物等種植業,並與養蜂業有協同增效作用;這是現代的技術結合傳統養蜂產業的完美例子。【延伸閱讀】- 太陽能電廠周圍種植野花可成為蜜蜂的家園
【增匯】以色列新創公司開發出混凝土結構,可加速海洋動植物的生長
2022/12/09
在過去的幾十年,沿海和海洋環境基礎設施迅速蔓延,但大多數基礎設施的設計和建造幾乎沒有考慮到海洋生態系統;目前70%沿海和海洋環境基礎設施結構為傳統混凝土,是海洋動植物賴以生存的不良基質,關鍵成分水泥亦是溫室氣體排放的來源。另外,傳統混凝土被認為對許多海洋生物有毒,主要是由於其表面化學物質會損害各種水生幼蟲的沉降。傳統混凝土正在破壞對海洋至關重要的海洋生物,但我們仍在繼續使用,2021年,全球海洋基礎設施的市場價值約3420億美元,預計到2030年將增長10.8%以上。        來自以色列的新創公司ECOncrete開發出了一種新型環保混凝土,憑著專利技術顛覆了海洋基礎設施市場,這些技術考慮生態因素,整合沿海和海洋基礎設施的建築元素,同時有助於基礎設施的結構耐久性和壽命,為蓬勃發展的生態系統和高性能混凝土結構開發提供了一種解決方案。 ECOncrete 的技術主要有三項創新: 1.生物增強型 ECOncrete Admix:該組合物由獨特的火山灰、回收材料和副產品,可增強海洋生物在不同環境中的生長,同時提高混凝土強度。 2.ECOncrete 的模具改性劑、內裡和塗層可產生複雜的微表面紋理並增加粗糙度,仿生天然岩石/珊瑚表面。 3.提供了理想的生物需求,針對特定的生物體/生命階段/瀕危物種,並減少傳統混凝土基礎設施的入侵和滋擾物種。        ECOncrete 已在 10 個國家的 40 多個地點實施,包括西班牙、摩納哥、荷蘭、義大利、聖地亞哥和紐約的海岸線和海濱。面臨海洋生物和生態系統的挑戰,世界越來越多的領導人考慮保護“藍色經濟”和支持以生態為基礎的建設的重要性,ECOncrete將繼續參與生態項目並致力於研究,憑著專利技術和不斷擴張的合作夥伴,預測和減少自然棲息地的喪失,繼續對海洋科學、保護和管理產生正面的影響,並藉由生態變革以實現永續的未來。【延伸閱讀】- 台灣海洋生物多樣性的現况和挑戰
斯洛伐克2生態研究員受邀來台 觀摩稀有植物保育策略
2022/12/08
地方創生策略偏重產業振興,但新北市石碇區永安里位於翡翠水庫集水區,因土地利用受嚴格管制而發展受限,里長蕭敏玲逆向操作,以保育食蛇龜、復育烏來杜鵑、推動友善環境耕作與環境教育,透過政大社會責任計畫與農委會林試所合作,運用廢棄小學做地方創生學,吸引中歐國家斯洛伐克科學家到訪交流。        斯洛伐克國家科學院森林生態研究所穆利納尼樹木園(Mlyňany Arboretum)園長雅娜.科諾普科娃(Dr. Jana Konôpková)與研究員彼得.費魯斯(Dr. Peter Ferus)受農委會林試所邀請來台來台,觀摩稀有植物保育策略。        有鑑於台、斯兩國都有保育稀有杜鵑花品種的課題,林試所安排兩研究員走訪新北石碇,了解社區如何參與瀕危植物復育,並比較兩國經營混農林業的差異。        石碇永安居民2019年透過政治大學高教深耕地方創生計畫協助,陸續向農委會林務局羅東林區管理處、新北市農業局與環保局申請計畫,展開保育食蛇龜、茶業轉型友善環境耕作與珍稀植物復育。        社區居民在林業試驗所專家指導與協助下,使用「iNaturalist愛自然」app進行社區植物調查,蒐集超過1000筆觀察紀錄,鑑定出超過500個物種,並歸納烏來杜鵑在內的25種常見植物製作「永安植物誌」,製作解說內容回饋社區推動生態旅遊參考。        永安里長蕭敏玲表示,翡翠水庫興建後不僅居民被迫遷居,也淹沒烏來杜鵑僅存的原生棲地而瀕臨滅絕,所幸研究人員當年在雲海國小發現僅存的植株後復育繁殖,她為了重現石碇永安身為烏來杜鵑原鄉的角色,積極在社區道路兩旁以及雲海國小永安分班(原永安國小)校園種植數百株烏來杜鵑,為復育烏來杜鵑盡一分心力。        此外,石碇永安境內也畫有全國唯一的「翡翠水庫食蛇龜野生動物保護區」,蕭敏玲號召居民組織巡守隊保育瀕臨絕種的食蛇龜與柴棺龜,除了清除非法籠具,巡守時也協助記錄食蛇龜與柴棺龜的出沒熱點與陸殺情形,將資訊分享保育研究單位參考,石碇永安里也因此獲頒「全國友善動物傑出村里長獎」。        林業試驗所植物園組團隊也特別安排雅娜.科諾普科娃與彼得.費魯斯到訪生態茶園,交流兩國操作混農林業的差異,也實際體驗農家採茶與製茶流程。        林業試驗所植物園組董景生組長表示,歐洲國家普遍嗜飲紅茶,他曾帶石碇永安的東方美人茶與蜜香紅茶前往斯洛伐克交流,意外獲得好評。因此,雅娜.科諾普科娃與彼得.費魯斯此次到訪,也對台灣茶表達高度興趣。【延伸閱讀】-「恆春半島」才有的原生稀有植物!第2波「方舟中方舟」珍稀植物展
無人機如何協助乳牛場管理甲烷排放
2022/12/07
加州排放的甲烷中約有 50% 來自乳牛場,甲烷的生成主要是牛的糞便經由厭氧微生物分解而產生,及來自牛的消化道,並在牛隻打嗝時釋出。然而,甲烷是一種強大的溫室氣體,在大氣中吸收的熱量比二氧化碳多 80% ,至今為止,氣候變遷中有四分之一來自甲烷。        為了達成減緩氣候失衡的目標,相關人員提出管理乳製品甲烷排放的方法,一般而言,甲烷量的多寡取決於乳牛數量、牛隻飲食、天氣及糞便儲存的情況,並透過衛星或飛機可準確量測,然而,這些工具價格昂貴且不適用於單個農場,因此,乳農目前無可靠的方法量測農場所產生的甲烷含量。        有鑑於此,美國加州大學河濱分校開發可直接在酪農場上方偵測並量化甲烷的無人機系統,開發原理主要透過結合風速與空氣核心的量測,再利用無人機幫助定位、估算空間尺度及進行相關檢測,相較於傳統量測風象與空氣成分的感測器更為精確,為低大氣層中獲得特定溫室氣體的量測提供了新的可能性。儘管該技術為初步階段,在提高無人機的量測精度仍有很大的潛力,目前,研究人員正利用該系統量測順風情況下,與排放源不同距離的甲烷濃度變化情形,且持續研究當無人機穿過甲烷羽流時,即飛過狹窄柱狀的流體,同時採樣多種高度下的空氣成分,相信未來5-10年農民將可使用到該項技術。【延伸閱讀】- 添加新型添加劑Bovaer可使乳牛甲烷排放量減少
減少農藥使用將如何影響生態系統
2022/12/06
普遍認知農藥會破壞環境土壤或水源,但對於該環境中的生物如何應對這些汙染物卻不甚了解。來自加拿大國立科學研究所 ( Institut national de la recherche scientifique, INRS ) 的教授Valérie Langlois獲得FRQNT ( Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies ) 和MAPAQ ( Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation ) 130萬美金的研究經費正在進行農藥污染與環境微生物間交互關係的研究,團隊與當地正在轉型為有機農業的農民合作,採集土壤生物、水環境中的微藻、無脊椎動物來觀察生態系的多樣性,團隊在實驗室和中型生態池 ( Mesocosms ) 模擬自然環境,並利用各式生物指示劑 ( biological indicators ) 來評斷生態性的復原程度。        此項研究將使得大家能夠更加了解農藥對生態的影響,並提供轉型永續、環境友善農業的一個有力支持。同時相關研究也可作為農民之用藥指南,指導如何挑選農藥、如何適當地搭配混合及施藥量該如何控制等。【延伸閱讀】- 農業生態系統中的小溪流被農藥嚴重污染
當地農作物之副產物轉化為替代水產飼料中的蛋白質
2022/12/05
熱帶和亞熱帶水產養殖中心(The Center for Tropical and Subtropical Aquaculture, CTSA) 於1986年成立,由夏威夷大學和夏威夷太平洋大學海洋研究所共同管理。為美國農業部於美國設立的五個區域中,其中之一的水產養殖中心。此水產養殖中心透過整合個人和機構的專業知識和資源,以支持商業水產養殖的發展。        水產養殖對太平洋島嶼的糧食安全、經濟和環境產生正向影響。然而,該地區商業水產養殖的發展面臨著許多挑戰,其中之一最難的挑戰為較難獲得負擔得起的水產飼料。為了解決這一關鍵瓶頸,CTSA資助幾個項目,其中包括使用當地原料開發飼料。        近年來,CTSA更加注重與「再生」水產養殖有一致的研究,即同時生產食物、減少浪費和提供有益環境影響的理念。這包括將原本可能被視為「廢棄物」的產品,轉化為可用於水產飼料中蛋白質成分的研究。此研究旨在提高當地糧食生產能力時,也可同時減少島嶼碎屑流中的有機物數量。        馬紹爾群島(Marshall Islands),CTSA資助的其中項目「在馬紹爾群島共和國建立當地生產的飼料和Moi養殖技術的成本效益與效率」,正在開發並使用當地原料(主要來自當地商業捕魚作業的副產物)提煉Pacific threadfin (Moi)的飼料。「混獲」-為捕魚過程中雖非對象魚種,但成為漁獲物而保留下來。其大多被視為廢棄物,通常會在著陸時立即丟棄;相反,它可以被用來作為高質量的蛋白質飼料。飼料的配方仍在進行試驗,以確定最有效的本地生產方式,並減少對昂貴進口飼料的依賴。同樣的,CTSA於美屬薩摩亞(American Samoa)的項目中,創造一種由當地生產的成分所組成的飼料,例如:鮪魚罐頭廠的魚粉副產品和島嶼的澱粉(香蕉、芋頭和麵包樹)。        「利用當地農業加工副產品生產用於水產飼料生產的真菌蛋白」項目下,夏威夷大學的研究人員能夠利用當地可用的農業廢棄物開發一種用於水產飼料的真菌蛋白成分。該成分在飼養試驗中進行研究,結果發現使用真菌蛋白成分可以替代25%的魚粉蛋白,而不會影響蝦的生長性能。研究成員測試包括:糖蜜、酵母菌和豆腐廢水等各種農業廢棄物,以確定最佳真菌的生長基質;結果發現,生產豆腐所產生的廢水是產生高蛋白質生物質的理想方式。豆腐廢水中含有乳清,這是製造豆腐的副產品之一。據統計,夏威夷當地只有一家豆腐製造商每天生產大約100至150加侖的乳清,而這些乳清通常被丟棄,因為它被認為沒有實際用途。這項技術有很大的潛力可以應用於製造當地水產飼料,並成功地從廢棄物轉化為新收入來源。同樣地,另一個項目「透過創新的生物加工提取木瓜不良品以生產當地水產飼料的成本效益」,也是從丟棄的農業副產品中,生產水產飼料成分。木瓜的不良品,在夏威夷大量供應,被用來培養高蛋白質的酵母粉。研究人員建立並評估一種利用簡單的水果加工設備以及乾燥箱和篩選系統,將不良品的木瓜生產木瓜汁的過程。此木瓜汁用於培養Yarrowia lipolytica酵母菌。此酵母粉被添加到雜交吳郭魚(tilapia)的實驗飼料中,結果發現該成分可以替代水產飼料中高達25%的魚粉。        以上這些CTSA資助的項目顯示,通常被視為農業廢棄物與漁業副產品如何轉化成有用、有營養的飼料原料。隨著越來越多未充分利用的營養資源數量增加,CTSA要求利益相關者展望未來並考慮最有效的方法來生產糧食。【延伸閱讀】- 瑞士將建造最先進的鮭魚循環水產養殖系統(RAS)
【增匯】沃旭能源計劃重建台灣海域的珊瑚礁
2022/12/02
沃旭能源正計劃以世界首創的技術,透過在海上的離岸風電機來復育珊瑚礁。今年夏天,該公司將與行政院農業委會水產試驗所澎湖海洋生物研究中心合作,一起在台灣的熱帶水域測試,目的是確定珊瑚是否可以在海上的離岸風電機成功生長,並評估擴大該計劃對生物多樣性的潛在影響。根據聯合國環境署的數據,全球有 32% 海洋物種以珊瑚作為棲地,更有 10 億人口直接或間接受惠於珊瑚創造的效益。        隨著全球暖化、海平面水溫上升導致珊瑚白化效應,威脅熱帶珊瑚礁生態系統的生存,加劇全球生物多樣性危機。氣候變化為喪失生物多樣性的最大因素,而海上風電的大幅擴張是解決這些相互關聯的危機的核心。各國政府正計劃在海上大力建設綠色能源基礎設施,如果做得好,因應氣候變化所需的海上風能擴張可以支持和增強海洋生物多樣性,全球能源公司-沃旭能源正在探索保護和增強生物多樣性的創新方法。        沃旭能源的珊瑚育生可行性研究(ReCoral),是保護和促進生物多樣性的創新方法的一個例子;實施一種非侵入性方法,蒐集澎湖群島岸邊收集原生珊瑚散溢的多餘受精卵,並在實驗室中孵育成能夠存活的珊瑚幼蟲,並佈放珊瑚幼蟲定著於風電機水下基礎上。沃旭能源表示,淺水區表面溫度升高會導致珊瑚白化。然而,在離岸更遠的海上風電場位置,由於水柱中的垂直混合,溫度更加穩定,防止了極端溫度升高。        ReCoral 背後的想法是,海上風電場位置相對穩定的水溫將限制珊瑚白化的風險,並允許健康的珊瑚在離岸風電機的基礎上生長。珊瑚將生長在靠近水面的地方,以確保充足的陽光。2020 年,沃旭能源的生物學家、海洋專家與珊瑚學家合作,以測試這一概念。2021 年,ReCoral 團隊首次在碼頭試驗設施的水下鋼和混凝土基質上成功培育幼珊瑚並確認珊瑚幼蟲能夠附著在金屬結構上。今年夏天將在台灣海峽大彰化離岸風電場開始,在開放水域的四支風機水下基礎上嘗試育生珊瑚。        沃旭能源集團總裁兼首席執行長 Mads Nipper 表示:“為了阻止氣候變化並為地球、生態系統和人類創造永續的未來,必須加快腳步轉型為再生能源;各國政府正在準備大規模擴展海上風能,如果做得好,離岸風電建置設施可以支持和增強海洋生物多樣性;如果我們在 ReCoral 上取得成功並且這個概念被證明是可擴展的,那麼沃旭能源的這項創新可能會對海洋生物多樣性產生重大正面的影響。”【延伸閱讀】- 台灣海洋生物多樣性的現况和挑戰

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