地球上大約有870萬種生物，其中一個物種若消失則會連帶影響其生態食物鏈的結構。人類的行為正減少生物多樣性，自然環境棲息地因農業、林業、漁業、城市化、製造業等發展而遭受破壞，棲息地的喪失意味著物種的豐富性減少，以及日後因過度收穫對生物多樣性造成巨大影響。從人類的歷史上，為了短利而消耗自然資源，當需求大於資源可供給量，資源的稀有性使得價格攀升，進而又加劇開採資源的動力。 　　工業製成過程中產生工業廢水，排放至水中造成當地水生生物死亡或是影響其繁殖能力；肥料中的氮、磷殘留在農田裡、流入河流，這些多餘的養分使得藻類大量繁殖，促使使水體溶解氧含量下降，造成水生生物死亡；人類汙染空氣的後果造成酸雨，這也使得湖泊、水體變得更酸，殘害了魚類、軟體動物、兩棲動物以及更多的物種。未來的氣候變遷預計對於生物多樣性的破壞甚鉅，海冰消失、海洋酸化已造成生物多樣性大量減少，氣候變化改變了溫度與天氣模式，降雨及乾旱預計對於生物多樣性產生重大影響。

亞馬遜(Amazon)收購美國知名的有機連鎖超市—全食超市(Whole Foods Market)，正式踏入實體零售業務，此舉也凸顯出「有機」市場的需求。在美國，農產品欲使用有機的名義販售到市面上，得從生產環境開始進行接相關檢驗，種植時未使用化學肥料、不使用基因改造之原料、動物無施打抗生素或生長激素等。 　　人們普遍認為，有機農產品比一般的慣行農產品具有更多的營養價值，甚至可以幫助抵抗癌症，對於經常性採買有機農產品的消費者，其願付價格高於一般農產品的兩倍以上，但是有機農產品真的更健康嗎？而值得這樣的訂價嗎？ 　　有機農產品的出發點在於，人們逐漸對於動物飼料添加抗生素、農藥使用造成環境危害等隱憂日益增加，促使一些消費者想找尋「有機」方式種植、養殖的農產品，美國國會於1990年通過了《聯邦有機食品生產法》(The Federal Organic Food Production Act, OFPA)用來制定國家有機標準，一些商場開始進行有機事業的品牌經營與併購，例如：喜互惠(Safeway)的有機品牌Organics、沃爾瑪(Walmart)的有機品牌Wild Oats Markets、可口可樂(Coca Cola)併購Odwalla、達能(Danone)的有機品牌Stonyfield Organic。目前美國超級市場的銷售，有四分之三為有機食品。 　　關於有機農產品的營養成分與機能性功能(例如：抗氧化能力、維生素含量)高於一般農產品的認知，也有人認為食用有機農產品可以避免接觸某些會致癌的化學毒物質，但目前沒有科學研究顯示有機農產品更具營養價值，有機、非有機的加工食品所添加的糖、鈉或是其他成分的含量可能是差不多的。 　　然而越來越多像是Kroger、Amazon fresh的連鎖超級市場主打販售有機農產品，以滿足市場消費需求，有機食品越來越受到消費端的歡迎，健康與否的議題？就先放一邊吧。

如果你對一塊土地什麼都不做，大自然的力量將讓這片土地化為一座森林，使這片土地趨近於平衡，造就一個富有彈性且持續性的生態系統。位於英國西南方的森林，有一位森林花園園丁，馬丁，在一個看似野生的森林環境中，將果樹、堅果樹、灌木、草藥、藤本植物以及多年生蔬菜結合在一起。混林農業模仿自然生態系統，並以可持續的方式利用可用空間。馬丁是森林花園的開拓者之一，自1994年的一片平坦土地開始，目前已轉變為林地，並提供對森林花園有興趣的人群相關的教育資源。

目前玉米的全球農作物產量佔了十分之一以上，堪稱為農作物全球化的著名案例。 　　在美國，高達99%的玉米種植品種為Yellow Dent NO. #2，為何會如此大規模種植單一品種呢？在1800年代，美國各地種植著各式各樣不同品種、重量、口味的玉米，但對於如此眾多的玉米品種，除了不便於貿易商的包裝，在市場上也難以販售，於是乎開始鼓勵規劃玉米的育種，希望能培育出可使得玉米標準化的新品種，最後於1893年世界博覽會上實現，成功推出Yellow Dent品種的玉米。 　　往後的50年，這股黃色玉米的風潮席捲全美各地方玉米農戶，而隨著第二次世界大戰期間的技術研發，收割機的研發加速玉米收穫時間，化學肥料的發明更使得玉米成為無須農地間作使土壤進行固氮作用，即可終年生產，再加上當時的政治環境影響下，始得玉米產量激增遂為全球現象，更多關於玉米的副產物接踵研發問世—玉米澱粉可以作為增稠劑，或是加工為高果糖玉米糖漿(high-fructose corn syrup)、便宜的動物飼料等等。如今，人類僅食用全球40%的耕種玉米，其餘的60%則化身為全球消費品的原物料。

世界上有群海洋保護者在海底尋找產卵的珊瑚，他們蒐集珊瑚的卵子與精子，為繁殖珊瑚努力著。 　　由於氣候變遷、人為汙染等原因，全世界的珊瑚數量急遽減少，珊瑚礁復育計畫從海底撈取珊瑚的配子後，即刻至實驗室中進行繁殖程序，微小的珊瑚幼蟲一但在實驗室提供的3D打印星狀板上找到適合的附著面，就會附著在上面變成珊瑚息肉，隨後搬移至海上的珊瑚苗圃豢養著，免遭受海星與海蝸牛等天敵迫害，等待生長至一定大小，這些珊瑚苗就會移植到海底的珊瑚礁群終，作為當地珊瑚群的補充小苗。 　　研究團隊先後在墨西哥與加勒比海的珊瑚礁群進行復育計畫，計畫第四年發現了復育計畫時種植的鹿角珊瑚蹤跡，顯示珊瑚復育計畫的進展往前邁進一個里程碑，但這個前提是——全球氣溫不再持續上升。

楊秋忠院士提及：「人要吃，就要農業；有農業，就要肥料。」 　　土壤肥沃程度是端看土壤有機質的含量，有機肥料可使得土壤中的有機質增加。台灣每年生產的巨量農業廢棄物是可以轉製成有機肥料，但拿來做成有機肥料的數量不多，而傳統推肥需要放置兩、三個月的時間，若能做到快速堆肥則可免除場地不足與時間甚久的困擾。楊院士的研究團隊使用酵素作為快速處理堆肥技術的關鍵，從三個月的堆肥時間，速成後僅需要三個小時，憑藉的就是微生物、土壤、生物化學以及物理的跨領域鏈結，方有創新技術產生。 　　想知道楊院士是如何做到神奇、快速生產有機質肥料嗎？快來看看下方的影片吧。

您是否曾看過蜂群成群地團結在樹枝上被風吹動著，那搖搖晃晃的樣態，想著：萬一樹枝斷了，蜂群就會立即散開。 　　蜜蜂們每年都會成群結隊地找尋新地點築巢，但在新居落成前，經常性地在樹上會有個臨時蜂群。哈佛大學研究團隊針對臨時蜂群進行實驗：在實驗室中製造了一個搖晃裝置，觀察蜂群集群時對於晃動的反應。當左右搖晃時，蜜蜂們為了減輕因晃動而產生的壓力，就散開了，散成較平坦的形狀進而減緩晃動的程度與減輕壓力。蜜蜂們的反應呈現了一個有趣的現象——每隻蜜蜂團結時看不到蜂群的整體形狀，是如何知道該怎麼應對搖晃中的危機呢？ 　　為了找出正確答案，研究團隊追蹤蜂群以外的蜜蜂，當蜂群震動時，蜜蜂們向上移動，研究人員針對蜜蜂的行為建置了模擬圖，發現所有的蜜蜂的遵守「向上」的規則，朝向壓力更大的區域移動，變平，增加臨時蜂群的穩定性，因此降低了每隻蜜蜂所承受的壓力，這就是集群智慧(swarm intelligence)。 　　這樣無私的行為並不是很長見到，只有在蜜蜂與螞蟻的昆蟲社會中才有這樣的「利他主義」生存法則。

植物組織培養(plant tissue culture technology)可穩定生產性狀、品質具備一致性種苗的方法，因此可接受大批訂單進行計畫性生產。行政院農業委員會種苗繁殖場於2014年導入ISO 9001國際品質管理系統，並於2017年開發組培瓶苗智慧化生產管理系統，致力於達到生產穩定、品質提升、如期交貨之目標。 　　組培瓶苗智慧化生產管理系統囊括基本資料管理、客戶訂單管理、生產排程管理、庫存及庫儲位管理、出貨管理、研發檢驗管理等六大管理構面，以及統計分析與作業履歷溯源兩大功能，將生產管理的概念引進並實踐之。因生產參數、生產週期、生產倍率、損耗率等參數詳實記錄並經由系統計算，可進行自動化生產管理，並達到損耗率降低、落實原物料數量控管、生產履歷確實維護。

過往的雞隻飼養環境條件不佳，容易遭受微生物感染，會給予雞隻抗生素作為抵抗疾病的利器；現代化的雞隻飼養技術已大幅提升，無菌環境孵化、餵食精準的飼料配方、養殖環境自動化，整體飼養環境已不同過往。1996年美國學者開始進行雞隻良莠的選拔，選拔雞隻體重20代可有效改善生長30%、選拔體重40代則可有效改善生長70%。而現代的畜禽養殖技術講求精準營養，可提供0.94%的含硫胺基酸，較過往雞隻的生長速度快15至20%；DNA分子標誌可選拔動物的優良性狀，可由基因序列精準選擇到多產的豬隻。 　　若要翻轉台灣農業，妥善運用智慧科技是必要的，讓智能牧場的設施改造生產系統，運用可量測溫濕度的感測器、經由攝影分析豢養動物的行為是否有異樣、牧場環境若超出預設範圍時自動進行飼養圈壓力緩解的指令，排解台灣畜牧業面臨最大的熱緊迫問題。 　　善用科技改善畜牧業生產效能的四大方向：(1)傳統與分子選拔大幅改善動物表現；(2)新興的飼養技術改善動物生長與生產；(3)智慧牧場可兼顧動物福祉和生產效能；(4)生物科技可改善生產效能和動物健康。

海鮮為人類攝取蛋白質的主要來源之一，全球海鮮產品供應鏈可分為水產養殖與漁業捕撈。西元2050年人口預計將成長至90億人，其人口增長、人口老齡化將帶來食物與資源的需求上揚趨勢，對於漁業也帶來重大的環境負擔。目前漁業現況，許多漁業養殖地已進行漁業管理的改善措施、限制捕撈的規範，以利於漁業生態的永續性。 　　我們該如何面對人類對於海鮮攝取量的需求？水產養殖可有效管控對於自然環境和水土資源具有高度的依賴性，並提供貝類、甲殼類、魚類、海藻等多樣化漁業產品，英國Cefas(環境、漁業和水產養殖科學中心)中心致力於推廣新的漁業生產方式，改善各國水產養殖方法，以降低使用海洋空間之需求，減緩海洋環境所承受的壓力，達到環境保護之永續環境訴求。

因應全球人口數增長，以往農業的耕作方式以集約化為主——使用農藥與速效型肥料、動物飼養管理集中化以利於大幅提高畜產品產量等等，確保可供給足夠全球人口之糧食。除了慣行農業，另有一種農耕方式從尚未集約化的農業時代沿用至今，它就是有機農業。 　　有機農業著重於對環境的影響降至最低、講求農業可持續性發展，近年來全球氣候異變遷，也有人提及或許採用有機農業作為克服氣候詭辯的方法，但目前仍進行討論中。有機農業不使用化學肥料、除草劑、農藥、畜產飼料添加劑，講究順應自然的生產方法，其農產品產量不穩定，但仍有消費者願意以高於市場價格購買此類有機農產品。 　　有機農法常用豆科作物輪作的方式進行，因固氮作用使得土壤更加肥沃；此外，許多人認為有機耕作可維持生物多樣性，生產出對大自然友善的農產品。

西元2050年人口將達到爆炸性的增長，而機器人與農業之間的效益從這部分談論起——機器人搭配水耕技術，相較於傳統農業節約90%的農業用水、達到省工省力之效、精準生產品質較具一致性的農產品、全年糧食穩定性供給，以上的事例均可舒緩人口遽增帶來的壓力，並使得農業朝向可持續性的農業。 　　機器人所使用的技術類似於汽車自動駕駛所使用的感測器與視傳計算功能，而機器人手臂也可蒐集作物生長的植物營養、pH值等相關數據，便於提供作物最適切的生長營養與環境。機器人有助於農場提升整體生產效率，每週可生產比傳統農業多達30倍的蔬菜。機器人能為農業帶來的改變，最大的效益，莫過於將資源浪費的可能性降至最低，以最高生產效能與效率最為最大目標。