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趨勢快訊
【減量】如何使溫室氣體變為糧食問題的解決方案
2022/03/15
甲烷與二氧化碳相同為溫室氣體的一種,但其在大氣中吸收熱量的能力是二氧化碳 25倍,佔20%全球暖化的原因。除此之外,甲烷還會造成對流層臭氧 ( tropospheric ozone ) 濃度的增加,造成嚴重空氣汙染。對此有科學家應用甲烷營養菌 ( methanotrophs ) 以加壓甲烷、氧氣、氮磷等營養成分在生物反應器中製造含蛋白量高的生物質,希望可應用於漁業飼料領域。   甲烷營養菌來源的魚粉 ( fishmeal ) 有幾個潛在的優勢,一是其能有效地減少甲烷的排放量,減緩溫室效應;二是其能減少一些雜魚或植物來源的飼料,對環境的永續及保存更加友善;三是其可大量穩定生產,光是美國當地的甲烷產量就已足夠供應全世界的魚粉需求,有利於穩定糧食安全。此項技術尚未商業化的主因在於其經濟效益尚未明瞭,好在透過史丹佛大學的團隊研究發現,部分甲烷來源如垃圾掩掩埋場、石油與天然氣設施等其生產成本,比魚粉十年市場價格平均來得低,具有經濟效益,且現有製程上面仍有許多優化的空間,若設廠搭配如密西西比州或德州等電價較低的地區,整體的經濟效益將更加顯著,具有潛力商業化。【延伸閱讀】全球水產飼料產業面臨的五個主要挑戰
運用SupPlant智慧灌溉以應對肯亞乾旱問題
2022/03/14
在2021年,由於3至5月期間降雨量不足,以致肯亞農業受到嚴重影響,估計有210萬肯亞人因乾旱影響農作物收成而面臨飢餓。為了緩解乾旱對肯亞農業所產生的影響,以色列智慧灌溉公司 SupPlant將幫助肯亞農民實現精準灌溉。   玉米是東非的主要作物,但也存在一些風險,因為玉米喜愛陽光卻不耐旱,因此,在乾旱狀況下玉米無法長到超過兩英尺的高度,甚至在開始生產可收割的作物之前就已經枯萎了。於是,SupPlant開始與大約 50 萬名玉米小農合作,藉由SupPlant 的新型無感測器技術來收集和分析當地氣候、植物和灌溉數據,以幫助小農避免作物歉收。 同時,該公司亦提供極低成本的灌溉建議、天氣預報和作物壓力警報,以及人工智慧為輔的農藝指導,使小農更能適應氣候變化。【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   SupPlant與美國賓夕法尼亞州立大學的 PlantVillage 合作。PlantVillage創始人表示,SupPlant獨有的資料集、農藝專業知識和演算法為面臨乾旱威脅的農民提供了重大的改變。希望未來能看到SupPlant的新型無感測器技術被大規模地運用,並期望農民在作物收成的季節中獲得豐收。   SupPlant 旨在運用數位方式提供灌溉決策以服務所有類型的種植者,大多數農業科技公司只針對全球 2% 的種植者,而忽略了全球 4.5 億小農。不過, SupPlant 計劃在2022年時,能為至少 200 萬的非洲和印度的小農提供服務,幫助農民以永續性的方式生產更多、更好的食物。”
先正達 (Syngenta)正探索昆蟲掃瞄儀器於農業上之應用
2022/03/11
先正達(Syngenta)正在探索昆蟲掃描儀技術於農業上之應用。目前所面臨的挑戰是如何在田間觀測生物多樣性,並開發一個決策支持系統,讓栽種者深入了解作物中害蟲和益蟲之間的平衡關係。先正達與荷蘭公司 Faunabit 將在荷蘭的一次活動中展示 Diopsis 昆蟲掃描儀。兩家公司希望能進一步地探索這項技術於農業上之應用。   DIOPSIS意為昆蟲採樣影像數位識別(Digital Identification Of Photographically Sampled Insect Species),該技術將昆蟲吸引至攝影鏡頭前拍照,並利用深度學習軟體分析照片後與昆蟲資料庫進行比對,能全自動進行昆蟲的辨識及監測作業。   先正達永續發展負責人Hanneke Verhelst表示,昆蟲掃描儀技術有助於種植者衡量生物多樣性之影響,並讓栽種者們了解他們可以做些什麼來進一步支持其農田的生物多樣性。為了能夠大規模觀測生物多樣性,先正達正與歐洲研究機構及新創公司合作開發新的解決方案,如 Diopsis掃描儀,可以讓栽種者深入了解田間有益昆蟲和害蟲之間的平衡。這使栽種者能夠更好地決定是否有必要進行干預以防止作物受損。目前,先正達在荷蘭部署了115 套Diopsis掃描儀,可繪製不同昆蟲物種的數量和生物量,以了解昆蟲族群的總體趨勢。【延伸閱讀】透過電腦視覺系統提升不孕昆蟲技術的害蟲防治功效
聯合國最新報告畫重點:都市基礎建設能救氣候變遷
2022/03/10
由聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)第二工作小組(Working Group 2)所進行之AR6第二冊報告(下稱AR6第二冊),主題聚焦於「影響、調適與脆弱度」(Impacts, Adaption and Vulnerability),於2022年2月28日正式發布。本文摘譯整理報告資訊重點,以提供讀者進一步了解報告數據含意,進而思考永續策略制定方向。   第二冊報告專注於區域性及跨部門的數據,強化整合環境、社會以及經濟層次,在全球暖化議題外,同時提供關於級聯(cascading)、複合以及跨界的相關風險數據,並提升在地多元知識以及社會正義的重要性。另外也強調都市的角色,雖然會因為都市人口增加提升脆弱度,但都市也可以就聚落、關鍵基礎建設等做出氣候適應/氣候緩和的相關行動。【延伸閱讀】荷蘭與聯合國環境規劃署、日本共同設立因應全球氣候變遷研究中心 生態多樣性:證實與氣候變遷高度相關   氣候變遷已經對全球深海、陸地、淡水系統產生影響,包含在地生態流失、疾病,以及大量的動、植物死亡,均與氣候變遷有著高度或非常高度的關係(high confidence – very high confidence)。極端氣候亦影響顯著,特別是對於氣候敏感性(climate sensitivity)高的物種,而特有種受影響的程度又比其他的原生物種更高。當氣溫自1.5度提升至3度時,相較於前工業社會,物種滅絕的數字預計將提升10倍。   未來面對氣溫逐步升高,即便是0.1度的變化,都將造成全球性的危機,特別是生物多樣性熱點區域(biodiversity hotspots,編按:生物多樣性熱點意指,某一區域的物種具有顯著多樣性,但同時棲地又面臨干擾的威脅)。而生物多樣性的流失,將會威脅到糧食安全以及人類的生活。當全球氣溫升高達到1.2度時,由於大量森林死亡、珊瑚白化、熱浪以及多數依附海冰生存的物種,將處於高度的威脅中。   若能針對30 – 50%的陸地/淡水/海洋生態進行有效保育,不僅能保護生物多樣性,更能建立氣候韌性,同時確保這些生態依舊能夠支撐人類的生活所需,於是乎永續是不可或缺的必要之舉。 人與氣候變遷:都市的關鍵角色   在2015至2020間,全球都市人口成長超過3.97億,而其中超過90%的成長來自於低度開發國家,而這樣未經都市計劃,且未有相應措施配合的人口快速成長,特別是在中低收入國家,在在使得都市脆弱性持續提升。全球更有高達4成的人口在氣候變遷議題上屬於極度脆弱。   而氣候變遷造成的熱浪,都市熱島效應的加乘,異常降雨及風暴,再加上快速的都市化,且未有氣候敏感性的相關計畫,造成都市人口以及關鍵基礎建設的邊緣化。另外,新冠疫情使得經濟及社會差異更加明顯,也使得已被邊緣化的人們,在健康、生活水平上更顯差距。於2010至2020的十年之間,非洲、南亞及中南美洲死於洪水、乾旱以及暴風雨的人數,提升了15倍。這樣的威脅並不只是生理上的,報告也指出,因氣候變遷所造成的文化、生活品質的損失,可能會引發心理疾病。   然而,都市的基礎建設仍可能作為改變關鍵。以自然為本(nature-based),並揉合社會文化的基礎建設,像是降低高風險地區的開發,並解決現存的社會脆弱性(social vulnerabilities);或是像在海堤、濕地強化保護措施等等。而綠建築、都市水循環管理等,也都能夠強化經濟性以及環境可行性。於此,政府機關的相應政策、金融機構的相關策略,也跟都市基礎建設發展息息相關。 提升氣候韌性成關鍵政策   AR6提供與政策決策者的建議(SPM,the summary for policymakers)上,「提升氣候韌性」(climate resilient development)成為焦點。 (從氣候危機發展氣候韌性的三大元素包含:氣候、生態系以及人類社會。)   由於AR6第二冊在氣候、生態系以及人類社會找出許多密切交集,而這些交集也成為了改善氣候變遷的關鍵所在。而在SPM中,也針對目前的影響/風險危機、適應策略與情形,以及氣候韌性發展給出結論與做法。   其中提升氣候韌性,係為減低溫室氣體排放並且發展強化永續作為的適應策略過程。其重點著眼於每一個社會決策,以及針對這些決策的行為所累積的結果。而這些累積,有賴於政府、私人企業以及公民社會共同完成。 AR6第二冊:影響、調適與脆弱度   參考引述超過84,000份科學性研究報告,AR6第二冊分為3大部分,分別為:受氣候變遷影響之各類生態系統之風險、適應性及永續性(Risk, adaption and sustainability for systems impacted by climate change)、地域性檢視(Regions)及目標降低並整合提供永續發展路徑的跨域建議(Sustainable development pathway: integrating adaptation and mitigation),內含18個章節及5份附錄。   AR6第二冊原定於2021年9月發布,因疫情而有所推遲。發布前已數度歷經政府、學者間的多次交換討論及意見,並在2022年2月14日至25日間舉行的第55屆IPCC大會暨第12次第二工作小組會議上,由IPCC主導,再次與各國政府代表及參與報告撰寫的學者進行逐條討論,並進行科學化評估後,確保數據作為提供政府決策的精確性,才正式接受認可AR6第二冊內容。   IPCC主席Dr. Hoesung Lee 也在大會開幕式致詞時,除了特別感謝來自67個國家、270位科學家一同參與這次的AR6第二冊之外,也提及AR6作為IPCC成立以來最繁複的評估循環,自2017年確認大綱啟動以來,遭逢疫情肆虐全球,但仍如期完成報告評估。   參與AR6的作者Dr. Helen Adams提到,這份報告明確指出事態嚴重,然而實際上能夠決定這一切的,不是氣候變遷,而是我們自己。 關於IPCC AR6   聯合國政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)於1988年成立,迄今擁有195個會員國。於1992年發布氣候變遷第一次評估報告,而後陸續於1995、2001、2007、2013/14發布評估報告,於2021/22年啟動第六次評估循環,為每5 – 7 年進行一次評估循環。每一循環並非由IPCC進行,而是由全球科學家自願性組成,從科學、技術、社會經濟等面向切入,揭露關鍵資訊,期待提供政府、企業組織等作為決策參考來源,以及全球氣候變遷議題協商上的重要依據。   氣候變遷第六次評估報告(the Sixth Assessment Report, AR6),由第一工作小組(Working Group 1)於2021年8月9日所發布的第一冊,主題為「物理科學依據」(The Physical Science Basis),在本文介紹之第二冊後,預計將陸續發布第三冊「氣候變遷減緩」(Climate Change Mitigation)以及統合上述三份報告的第四冊綜整報告(Synthesis Report)。   於第六次評估循環中,預計總共提供8份報告,分別為3份特別報告:Global Warming of 1.5°C、Climate Change and Land、The Ocean and Cryosphere in a Changing Climate;1份指南:溫室氣體含量指南相關更新;以及上敘4冊報告。有別於前五次的評估報告,AR6將特別專注於強調區域性氣候影響之於生態系、生物多樣性議題,以及跨產業的影響。而以上報告,預計將成為UNEA-5的討論主題資料;也會是2022年11月於埃及的COP27(第27屆聯合國氣候大會)的重要參考資料。
日本GABA烏龍茶改良新技術
2022/03/09
GABA烏龍茶富含一種特殊機能性成份γ- 丁氨基酪酸(Gama-aminobutyric acid,簡稱GABA)有助於改善血壓、穩定腦神經,達到放鬆,舒緩緊張焦慮心情的保健功效,在近幾年來受到消費者歡迎。   GABA茶雖備受市場的青睞,但由於在製作過程中每100g的需達到 150 mg 以上GABA 含量才能稱GABA茶,一般大眾常飲用茶葉鮮少含有,必須在厭氧狀態下製成。這項茶製法雖說可促進GABA含量增加,然而,茶菁經厭氧處理後所產生的醃漬臭味卻難以讓人接受。   對此,開發這款改良版GABA烏龍茶的日本宮崎縣農改場,在技術方面,除了在製茶過程中利用烏龍茶製法,加入萎凋攪拌製程,增進茶的果香氣外,也在製茶後100度以下的低溫烘炒,進而大幅降低臭味,依然能取得與一般烏龍茶同等級的高品質。除此,為穩定茶菁萎凋過程,宮崎縣農改場也與一家知名百年的茶機械川崎機工(Kawasaki Kiko Co.,Ltd.)共同合作開發出「滾筒式茶菁萎凋機」。   農改場的茶葉分場高嶋和彦科長表示:「透過消費者需求意願調查已得知有87%的消費者有意願購買GABA烏龍茶,未來也將朝通過日本機能性表示食品為目標,期許能擴大茶產業需求與發展,增進茶農收益」。【延伸閱讀】日本嚴選20!喝茶促進身體健康的機能性研究報告
應用CRISPR基因編輯技術以確定養殖鮭魚中的傳染性胰腺壞死病毒抗性基因
2022/03/08
應用基因學與CRISPR基因編輯技術來探究為何有些鮭魚具有抗藥性,而有些鮭魚則易感染傳染性胰腺壞死病毒 (IPNV)。這些研究發現將不僅能準確地選擇魚種育種,更能有效地利用分子標記輔助選擇的方法來控制於養殖鮭魚場中發生的IPNV。   早期的研究是將基因編輯技術應用於養殖魚類抗病性的研究上,以顯示該技術在提高其他鮭魚品種或虹鱒等類似物種的抗病性方面的潛在應用。研究人員使用之前的研究數據、樣本及基因定序以定位之前與 IPNV 抗性相關的 DNA 區域,後來發現了一種稱為 Nedd8 活化酶 E1 (Nae1) 的基因。隨後研究人員使用基因編輯技術將Nae1 基因從鮭魚細胞中去除,以及在另一實驗中使用化學方法抑制 Nae1 酶在鮭魚細胞中發揮作用。藉由這兩種方式,限制細胞中Nae1 的功能以降低病毒於細胞中的複製能力。   已知 Nae1 基因參與與其他物種(包括人類)中病毒複製相關的生物過程,顯示出類似的生物途徑可能是鮭魚 IPNV 感染的原因。由蘇格蘭的羅斯林研究所、Hendrix Genetics公司、斯特靈大學、環境、漁業與水產養殖科學中心和瑞典烏普薩拉大學組成的研究團隊,正在評估暴露於該病毒的鮭魚之抗病能力的影響。相關論文被發表在 Genomics 期刊上,並得到了英國研究創新局的生物技術和生物研究委員會以及 Hendrix Genetics 的支持。   Hendrix Genetics 首席創新和技術長 Johan van Arendonk表示,我們可透過遺傳學、基因編輯和分子標記輔助選擇等遺傳技術以應對全球糧食挑戰。這一獨特的發現,讓我們離這一挑戰又近了一步,亦為永續動物育種設定了新標準。【延伸閱讀】應用基因編輯技術轉型農業科技
使用機器學習輔助作物以更少的肥料生長
2022/03/07
根據發表在<自然通訊>上的新研究表示,機器學習可精準定位「重要基因」,並有助作物在低氮的栽種環境下生長。美國紐約大學(NYU)及台灣的研究人員利用兩種對氮反應不同的植物物種-阿拉伯芥及玉米,來顯示機器學習是如何有效提高植物利用氮的能力。   研究人員透過研究證實8種主轉錄因子對氮利用效率之重要性。結果證明,改變阿拉伯芥或玉米的基因表達將可促進植物在低碳土壤中生長,該實驗在紐約大學實驗室和伊利諾立大學的實驗玉米田上進行。   伊利諾大學教授Stephen Moose表示,我們可以利用機器學習精準預測哪些玉米雜交種更擅長利用田間的氮肥,便可迅速地改善此性狀。提高玉米和其他作物的氮利用效率能提供三大好處: 降低農民成本、減少環境污染和減少農業溫室氣體排放。【延伸閱讀】新的試驗方法可以更準確地測量玉米的氮需求量   另外,研究人員證實,機器學習方法可預測植物中的其他性狀,包括阿拉伯芥和玉米的生物量和產量,甚至可預測水稻抗旱性的重要基因。
空中巴士和 Agrimetrics 聯手運用衛星來收集、儲存作物之數據
2022/03/04
目前空中巴士開發的作物分析套組已透過Agrimetrics Agrifood Data Marketplace於英國上市。該分析透過演算法由衛星數據中獲取15種作物和田間特性,相關資訊將經過額外處理並每隔幾天更新一次,Agrimetrics後續將連結作物和氣象相關之數據。   作物分析的15種屬性包括:葉面積指數(LAI)、葉片含水量、葉綠素含量、綠色植被覆蓋率、棕色植被覆蓋率、常態化差異植生指標(NDVI)和土壤水分飽和度。這些數據將有助進行進一步的作物栽培管理操作,如異常檢測、產量預測、水份壓力和田間的標竿分析等。   在英國,可透過Agrimetrics Agrifood Data Marketplace存取作物分析之數據,而可存取之數據包括農業氣象數據、農藥和化肥施用圖(CEH)、土壤數據、一系列自然資源和生物多樣性指標,及無雲層NDVI(ClearSky)等遙測數據。   Agrimetrics 首席產品長 Matthew Smith 表示,運用衛星數據於農業上的相關作為比人們預期中來的慢,該公司希望藉由與空中巴士之合作,使農業產業能獲得這些數據和見解。【延伸閱讀】衛星及GIS技術於精準農業上之應用
【減量】淨零、調適「兩線作戰」 環保署將提出第三期調適計畫
2022/03/03
聯合國氣候變遷專門委員會(IPCC)今發布「氣候變遷影響與調適」重磅報告,示警全球領導人對氣候變遷要有及時調適作為,環保署表示,將提出「國家氣候變遷調適行動計畫」第三期計畫,並納入此份報告作為研擬基礎;學者提醒,台灣今年在淨零路徑及調適計畫是「兩線作戰」,是很大挑戰,但仍應如期完成。   台灣「國家氣候變遷調適行動計畫」每五年一期,今年邁入第二期的最後一年,環保署環管處長蔡玲儀今天表示,明年將提出第三期計畫,依照去年八月IPCC氣候變遷評估報告不同情境,簡化並選擇較適合台灣的情境,據此研擬災害、健康或農業等各領域的調適行動計畫。   蔡玲儀表示,將盡快與科技部、國家災害防救科技中心討論此次最新的IPCC報告、收集相關資訊,作為第三期調適行動計畫的研擬基礎之一。   台大氣候變遷與永續發展國際學位學程兼任助理教授趙家緯表示,國發會三月份要提出2050淨零路徑圖,對於減量會有更完整的政策,但調適作為方面,今年適逢「國家氣候變遷調適行動計畫」第二期最後一年,明年要邁入第三期,環保署應於今年就盡快提出,才有辦法回應到明年度的預算編列。   趙家緯指出,「國家氣候變遷調適行動計畫」第二期的涵蓋年度為2018年至2022年,但當初2019年8月才正式核定方案,時間太晚,根本無法影響到預算編列;環保署今年度等於「兩線作戰」,除了處理淨零路徑圖以外,還要同步啟動「國家氣候變遷調適行動計畫」,雖然是很大的挑戰,都仍要如期完成。   趙家緯也說,近年台灣各界論壇都在談論減緩氣候變遷,但對於調適重要性還不高,「應該盡快補齊這個缺口」,去年IPCC報告提出後,我國科技部、國家災害防救科技中心都有相對應的衝擊報告,科學研究資料的完整性相當充足,對於調適策略的制定有很大幫助,可是現在「科研與政策」還沒有完善的轉化、銜接,未來應該加強推動。【延伸閱讀】荷蘭與聯合國環境規劃署、日本共同設立因應全球氣候變遷研究中心
細胞農業蘊藏著改變社會及食品工業之潛力
2022/03/02
「細胞農業」指的是利用合成生物學及細胞培養等技術在實驗室或工廠製造食物,然而,除了提供有益肉類替代品之外,亦有加速社會經濟不平等的潛力。這是美國賓夕法尼亞州立大學研究人員領導的一項新研究的結論,他們評估了一項新科技之潛在發展軌跡,該科技結合電腦科學、生物製藥、組織工程學和食品科學,並透過動物細胞及編輯過之酵母來培育出人造肉、乳製品和蛋製品。該項研究已於日前發表在Agriculture and Human Values期刊。   根據研究人員表示,規模較大的公司較有可能運用該創新科技。大公司有潛力將該科技之使用權普及化並致力於建立各形式之商業平台合作或經濟組織等。儘管人造肉尚未廣泛地提供消費者,但其支持者認為細胞農業可以減少土壤、水和化學物質的投入,且能大幅地減少溫室氣體排放,改善食品安全、優化營養價值,並降低飼養和動物屠宰量。而且,細胞農業可透過取代農場經營者、農民、漁民及相關產業等方式將其核心集中至全球糧食系統上。 另一種引起廣泛關注的是,細胞農業可能會加速財富集中以及減少大眾對農業之參與,同時對環境及營養上之效益不佳。目前有關如何發展出公平公正之細胞農業機制仍未探究。   為了評估細胞農業之潛在發展軌跡,研究人員參加了美國各地舉辦的細胞農業相關之會議及活動,並在這些會議中採訪專家對細胞農業的未來將如何發展和應該如何發展等相關問題。   該研究結果證實了增加對細胞農業的開源研究和公共投資的論點,特別是對社區和家庭級別之生產。但關於細胞農業將如何在美國和世界各地發展,目前尚無定論,只是該項研究讓該領域的草創者和採用者就這項新興科技是否會進一步將財富和權力集中在全球糧食系統中進行對話,並得出了寶貴的線索:政府投資具公開性之數位架構將能促進公正發展的過渡期,正如公共政策保護勞工權利和消費者隱私一般。【延伸閱讀】細胞農業可應用於畜產業上
【循環】利用榛果殼製造再生能源的發展潛力
2022/03/01
中國黑龍江省農業機械科學院的研究人員在8 月 24 日出版的《可再生和永續能源雜誌》上,分享該研究團隊如何使用熱轉化之方式,將榛果殼加熱至400 至 1000 ℃後,並從榛果殼中提取木醋液和焦油,以作為潛在的可再生能源。   木醋液是一種利用農業廢棄資材-榛果殼中提取出之液體物質,可作為驅蟲劑、肥料、植物生長促進劑或抑制劑,亦能作為木材防腐劑除臭劑和牲畜飼料添加劑。   該研究團隊發現,從榛果殼中萃取出的木醋液和焦油含有大量的酚類物質,為後續抗氧化研究奠定基礎。該研究團隊將20 克榛果殼裝載到管式爐熱解反應器的石英管等候區,當管式爐熱解反應加熱至目標溫度後,將榛果殼送至反應區並無氧的情況下加熱20分鐘。這個過程被稱為熱解。   生物炭是經該熱裂解過程之後的產物。其主要的成份是碳分子,另一方面,研究人員將副產物木醋液與焦油藉由密度的不同,以離心機將兩者分離。水性部分是木醋液,而固狀物質則是加工後的焦油。之後,研究人員將木醋液和焦油分別儲冷藏,並進行下一階段的分析。研究發現熱解溫度對萃取出的木醋液和焦油的產量和物理性質有顯著影響,而這些資訊將有助未來更進一步的了解廢棄榛果殼生物燃料及其抗氧化活性方面的應用。【延伸閱讀】麥桿廢棄物未來將可作為新的生物性化學物(品)原料來源之一
【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
運用人類肥胖相關基因(FTO)增加糧食作物產量
2022/02/25
面對日益不穩定的氣候和不斷增長的全球人口,科學家們一直致力於提高作物產量以應對全球糧食需求。近日,芝加哥大學、北京大學和貴州大學研究人員將人類肥胖相關基因(FTO)插入至作物中,以協助提高作物之品質及產量。且該研究於日前被發表在《自然》期刊上,據內容表示, RNA上的甲基化修飾,對基因表達具有重要的調控功能,能有效地調節作物生長及生產量。   眾所周知,RNA 會讀取 DNA,並調節蛋白質的生成。在2011 年,研究團隊發現RNA 上的甲基化修飾對基因表達具有重要的調控功能,可有效地調節作物生長及生產量,進而開啟RNA表現遺傳學之新方向。   由於植物沒有FTO(一種影響人類和動物細胞生長的蛋白質)同源蛋白,因此研究團隊將FTO插入至植物中來觀察植物對外來蛋白質的反應,而觀察發現FTO可促進植物生長。隨後,該團隊將FTO插入至糧食作物上,研究結果顯示,FTO可促進水稻和馬鈴薯的生產量增加至約50%。且作物之生長力提升、具耐旱性且提升光合作用之速率,這意味著該技術可應用於糧食作物育種以面對未來糧食危機。並提供了潛在改善生態系統之可能性及增加獲取植物性材料(木材、花、油、食物和藥物)的方法。【延伸閱讀】專家們表示:新興植物育種技術將能解決未來糧食安全問題
【減量】生活淨零 法國規範食衣住行
2022/02/24
全球目前有超過一百卅個國家宣示或規畫二○五○年達到淨零排放,歐盟、英國、德國、加拿大、日本、南韓更直接入法,各國通往淨零道路各有特色,如法國將減碳貫徹在個人生活,推廣低碳租屋、低碳飲食,日本強調「零碳運輸」,從地下鐵、巴士到港灣、航空都要減碳。   英國是全球第一個明確將二○五○年淨零排放目標入法的國家,預計二○二五年排除燃煤發電,擴大天然氣及風力發電,擬以氫氣作為家戶供熱、車輛及工業主要燃料。   英國更積極推廣家庭及企業安裝「智慧電表」,鼓勵民眾了解自身用電狀況及習慣,進而規畫更具個人彈性的用電方法,例如在用電離峰時間為電動汽車充電,家戶或企業若設有再生能源發電設備,可在用電高峰期間饋電到電網。官方估計,到了二○五○年,裝設智慧電表的小型企業每年約可減少四千五百萬公噸的碳排。   法國去年通過「氣候與韌性法案」,重要精神之一,是將減碳工作落實在民眾的日常生活中,「食、衣、住、行」幾乎全包,例如十五萬人以上的城市,二○二五年將可禁止中高汙染車輛通行;根據房屋排碳及耗能程度分為七級,二○二五年起將陸續禁止出租等級較差的房屋,促使房東翻新建築、降低碳排。   另外,法國將要求餐飲業的餐點必須有五成以上來自「永續食材」,二○二三年起學校或公部門餐廳必須提供素食,希望振興本土農業發展。   日本在交通方面提出「零碳運輸」,規畫二○三○年廣設十五萬座公共充電站、二○三五年禁賣燃油車、壓低車用蓄電池價格,還要建置碳中和港、開發永續航空燃料等。   以東京為例,地下鐵近年改裝LED燈及效率較高的空調,降低用電;巴士則開始採用氫燃料電池,不會排放二氧化碳或懸浮微粒,到了二○三○年所有新購小客車及機車都是非燃油車,比國家目標提早五年。【延伸閱讀】因應全球極端氣候 驅動創新農業技術到來
日本第一家果樹工廠全年可採摘藍莓並成功於伊勢丹百貨銷售
2022/02/23
由於生產條件的受限下,在冬季吃到藍莓大多只能仰賴進口。為使藍莓可穩定全年生產供貨,日本東京農工大學研究團隊與日本GASCOM公司共同於植物工廠研究實驗,已成功全年順利生產採摘,並於2021年12月開始在日本知名伊勢丹新宿店開始銷售。 下列為東京農工大學針對此項研究所提供研究內容 現況分析:一般藍莓品種採收約三週,依照果實成熟期、品種、栽培方式不同,總括在日本夏季四個月是主要出貨時期,其他皆為淡季,因此包括冬季在內,目前大多都是依賴國外進口為多。【延伸閱讀】改善藍莓缺鐵的永續性方法 研究體制:本研究由東京農工大學農學研究院生物制御科學部門研究團隊與日本GASCOM公司共同實施。 研究成果:東京農工大學名譽教授團隊,以研發創新果樹生產技術為前提,率先於2011年實驗場域內分別建構自然太陽光和人造光的兩層型「先進植物工廠研究設施」。主要目的為創造讓果樹充分體驗春夏秋冬的氣候條件環境,達到生命週期循環效果的『連續開花結果法』(圖1)。除了環境的建制,該場域也透過日照與溫度等技術調節,促進果實大小的增長,產量也增加6倍,整年度可持續採摘之效益。這項生產技術於2012年獲得專利授權。其中,果樹在不斷開花與結果的過程中,也形成一棵果樹混合了未成熟與成熟果實的四季樣貌(圖2)。另外,為將技術更加落實社會化應用,日本GASCOM公司於2021年6月建構了6,000㎡新型的大型植物工廠(圖3),並於同年12月成功在伊勢丹新宿店開始銷售(圖4)。 未來展望:日本GASCOM公司為日本第一家全年種植藍莓的大型果樹工廠。由於藍莓果實輕巧方便食用,若國內能達全年穩定供應高品質藍莓將更有助於提升水果的攝取量。            圖1-連續開花結果法縮短生命週期與高產量示意圖   圖2-連續開花結果形成的常年樣貌 圖3-新型的大型植物工廠 圖4-銷售中的藍莓果實
淺談猶他州垂直農場是如何因應氣候變遷
2022/02/22
在氣候變遷、水資源缺乏、溫室氣體導致的暖化效應威脅下,農業轉型成為趨勢。一家位於美國猶他州的科技公司Grōv Technologies宣稱,該公司的科技能應對氣候變遷和全球糧食問題的雙重危機。該公司在猶他州建造一座類矩陣且全自動式內生長系統之雙塔式農場,用於生產牧場所需之飼料。該農場透過兩層樓高的圓柱體並自動化地進行小麥或大麥草的栽種。   首先,該農場的機器人有效率地將種子栽種至兩英尺大的方塊中,後續該方塊將沿著農場地軌道爬上第一座圓柱體,並將其浸泡在淺水中,以提供養分並發芽成飼料墊。之後,該飼料墊繼續沿著軌道旋轉至第二座圓柱體,並以LED燈照射以促進其生長。最後,當飼料墊到達第二座圓柱體之底部時,輸送帶將該飼料墊運送至貨車中,待裝滿貨車後,將會運送至牧場,以供乳牛食用。另外,該系統能高效地應用及回收水分,且只使用傳統農業用水量的5%。   Grōv Technologies表示,此技術可全年的提供乳牛最新鮮飼料,且飼料不含農藥、用水和施肥量極少且不會流入河流或湖泊。該公司也運用數據來監控及確保有提供充足的營養給牲畜們,並與全球訊息龍頭亞馬遜網絡服務 (AWS) 合作進行監控。目前Grōv正在使用 AWS 的機器學習和電腦視覺技術,並利用感測器之數據結果來提高其塔式農場的營運效率。   全世界每年消耗 3.4 億噸肉類,如僅計算運輸肉類動物飼料所產生的溫室氣體排放量,保守估計每年排放的溫室氣體相當於 52 億公噸—比歐洲特定年份的溫室氣體排放量多大約10 億噸。猶他州有 110 萬頭牲畜,而運輸這些飼料所產生之溫室氣體排放量預估與該州所有車輛總合相同。因此,Grōv Technologies 想在全球建立數百個室內垂直農場,以縮短飼料運輸距離以減少碳排放量,甚至是建立自給自足之食品供應鏈,以確保食品安全及糧食供需平衡。   Grōv Technologies的目標是在其下一代種植設備中大幅提高糧食產量,同時將用水量減少到官方所設的目標5%以下,希望往後能變得越來越經濟實惠和更廣泛地被使用。另外,其系統不含殺蟲劑、化肥,甲烷排放量亦極低,很容易被用於有機農業。該公司還希望能填補農場到餐桌間的鴻溝,讓所有人都能享用到當地食材,讓消費者更貼近食材產地,亦能確保食品安全及糧食供需平衡。【延伸閱讀】奧林帕斯高塔農場-運用環控農業垂直耕種模式生產高營養價值麥草來飼餵牛群
應用農業科技打造食品供應鏈之安全性及永續性
2022/02/21
在過去幾年中,印度的科技和數位生態系統取得了突飛猛進的發展,並打造出一具高效性及跨領域的環境。這些突飛猛進的發展是透過打造數位化經濟體以及在不同領域中開創無數機會等方式已增強其發展能力。對農業部門而言,農業轉型有其必要性。根據安永2020年8月份的印度農業轉型的農業科技報告中得知,農業是印度經濟的支柱,且農業佔印度國內生產總值(GDP)的16%,僱傭了印度近43% 的勞動力。然而,多年來,食品品質、生產和分銷所產生的疑慮一直困擾著這個行業。消費者和企業都呼籲需要將整個行業進行更多的整合、精簡和標準化。為了滿足不同的價值鏈、不斷變化的消費者群和非結構化商業模式之需求,需要一種能夠顛覆並創造真正創新潛力的解決方案,從而進入技術啟蒙的曙光。突然間,我們開始看到行業正瀕於巨大轉化中。   食品安全是一個包羅萬象的概念,包括製造前後之過程。其主要重點是使用科學來監控食品的製造、處理和儲存之過程,以避免對消費者造成任何傷害。透過引入技術解決方案至這龐大的市場中,將可以改變整個行業,故可透過以下幾種方式來實現: 垂直農場模式的採用   在垂直堆疊層面上栽種作物,並透過 LED 燈來促進其作物之光合作用,使作物可以日夜生長。由於作物生長在溫室環境中,因此不受天氣影響,且耕種者可以獲得最大年產量。另外,耕種者可以在有限的土地上種植各種作物並減少化學物質的使用,進而達到環境保護之目的。總而言之,垂直農業是一種具成本效益、安全和智慧農業的方法。 無人機的使用   農用無人機之使用將有助提高農場效率、確保作物品質及作物產量,以及透過其空拍影像來了解灌溉、土壤變化、害蟲和真菌感染相關之問題。另外,多光譜圖像可協助農民分析植物之健康程度。因此,農用無人機之感測器和數位影像技術可優化農業運營、促進作物生產並監控其生產週期。 數據驅動的農業   農民可以依據內外部數據資訊,如當前土壤生產力、天氣和市場狀況等資訊來決定要生產什麼作物、在哪裡及何時生產,以及該生產多少等決策。同樣地,透過持續監測作物生長所而來的數據,將有助於農民決定對其田地之灌溉量、殺蟲劑使用量、施肥量及施肥時機等。因此,大數據可被用於輔佐精準農業及改善決策。 農業自動化   透過自動化解決方案解決人力短缺問題並提高效率及準確性,以減少產量損失。而與人工智慧之結合,將能建立出智慧化的自動化平台,並降低人為錯誤所造成之浪費。另外,透過使用先進的控制及參數,自動化流程可以有效地依據市場需求控制輸出,包括人工智慧和機器學習在內的現代技術,將能進一步地改變了收成前後農業活動的面貌。例如,這些進步促使印度的食品供應系統越來越具追溯性和可靠性。消費者現在可以認識食品的整個過程—從農場到餐桌。除了提高家庭產量效率外,該技術還可以防止對該行業的眾多威脅。一個傳統行業現在正朝著創新邁進。   農業科技的出現促使該行業變得更加環保、降低化學品之使用、更具成本效益、透明和組織性。 然而,科技公司在印度仍處於初始階段。必須透過教育農民,使其了解現代技術的好處並擴大政府的支持等,那麼國家必將見證另一場革命,其相關行動已經啟動中。【延伸閱讀】印度農業科技公司如何幫助應對氣候風險
Nokia與AeroFarms將聯手開發新一代5G 人工智慧-植物視覺技術
2022/02/18
AeroFarms公司與Nokia實驗室宣布聯手開發新一代植物視覺技術,結合了雙方專業知識以擴大在尖端網路、自主系統以及機器視覺學習和技術方面的聯合能力,用以識別、追蹤植物之間的交互作用,並應用於栽培管理。   Nokia實驗室將貢獻其自主無人機控制編排系統、5G私人無線網絡、強大影像和數據傳導系統,以及以創新之人工智慧為基礎的移動感測器技術。AeroFarms是垂直農業領域的領導者。該公司將貢獻其商業專業知識、全方位環境控管及以農業為中心之數據平台和機器視覺技術。這種創新技術的結合使得該公司的影像觀察功能極為強大,並成為該行業中佼佼者。   雙方合作開發了下一代植物視覺技術系統,該系統透過高品質之影像處理,協助栽種者動態式監測植物,並允許栽種者依據其需求進行修正,確保全年種植高品質植物。 AeroFarms與Nokia實驗室從2020年開始合作,並將該技術測試於AeroFarms的商業作物中。如今,兩家公司將其系統擴大應用至AeroFarms的所有作物和未來的室內垂直農場,包括位於維吉尼亞州丹維爾和阿聯酋阿布達比的農場。【延伸閱讀】荷蘭瓦格寧罕大學發現「植物的眼睛」對光線的感測協調性,能促進植物快速成長   透過應用葉片大小分割、量化和基於像素的掃描來識別一致性和變異等方式使Nokia實驗室的機器視覺技術能夠精準地獲取數據,甚至能精準地獲取到單一植物之資訊。且這種最先進的影像技術能夠大量地收集植物資訊,包括其葉片大小、莖葉長度、顏色、曲率、斑點等等。   AeroFarms公司的垂直農業平台比傳統農業更具永續性,每年每平方英尺的生產力提高390倍,同時用水量減少95%,並可以達到零農藥使用。Nokia在一份新聞聲明中表示,其願景是應用技術使利益最大化。垂直農業能為社區提供本地食材之選擇性,減少物流運輸環境之影響,並且有助於減少食材之浪費。

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