自然保護區的劃設，除減少人為直接影響外，赫爾辛基大學芬蘭自然史博物館的研究團隊經過長期觀察下，發現當全球面臨氣候變遷的衝擊時，自然保護區的劃設對於保護區境內鳥類物種多樣性帶來正面的影響，達到物種保育之目的。

由於世界人口增加、耕地面積減少、氣候變遷加劇與自然資源有限等原因，向外太空發展農業似乎是一種可行的想法；然而，植物已在地球上經過長期演化，早已適應地球的特殊環境。太空中的重力特性和土壤營養皆與地球上有所不同，欲發展農業則需透過科技技術尋求解決之道。 　　菌根是一種真菌與植物互利共生的構造，真菌的菌絲比植物的根更細，可幫助植物吸收水分與礦物質，而植物則可供給真菌所需的醣類和脂質，在營養缺乏的環境中，這樣的構造更能幫助植株生長與促進健康。獨腳金內酯(strigolactone, SL)是一種常見的植物激素，在調節植物根與芽之萌發與刺激菌根中菌絲生長具有重要角色。瑞士蘇黎世大學(Universität Zürich)則利用此一特性，測試真菌Rhizophagus irregularis在模擬微重力環境下，於茄科模式植物—矮牽牛(Petunia hybrid)產生的菌根化現象。 　　由於真菌體內具有重力感受器，因此微重力條件對菌絲發育具有負面影響。而SL生合成和運輸會受到營養缺乏的條件誘導，而植物中的PDR1基因能夠改變的SL運輸效率。透過模擬得知，在微重力環境下，PDR1基因過度表現的矮牽牛仍然可生成較多的菌根。顯示藉由調控基因表現而誘導植物激素產生，並進一步引導菌根生成，或許有利於茄科植物在太空站或其他星球上生長；未來進行植物太空研究時，或可選擇生成較多SL的植物培養與耕作。【延伸閱讀】農桿菌之應用協助人們了解植物繁衍背後之遺傳機制  　　相關研究發表於< Nature Microgravity >

行政院環境保護署將廢照明光源公告為回收項目，廢照明光源因含資源物質(玻璃、塑膠及金屬)以及微量的汞，家庭用量大，宜統一回收再利用處理。其中資源物質中含有稀土元素，如釔、銪、鑭等作為燈管中的螢光劑。由於稀土元素因市場供需問題，加上主要產區來自政治敏感區，如何供應穩定的稀土原物料及平穩市場價格成為主要關鍵，若能有效回收廢棄燈管內的稀土元素，延長元素使用週期並減少開採原物料造成的污染，將能達到減廢及資源再利用的目的，而這方面的關鍵技術是將是人們發展的目標之一。雖然現今已存在回收廢照明光源內稀土元素的技術，但處理過程使用大量的酸性萃取物，產生大量的污染，且處理價格所費不貲，因此距離商業應用仍有不小的差距 　　有鑒於此，日本金澤大學團隊致力研發較為乾淨的處理方法，為廢棄螢光燈管處理及稀土元素的回收增添新的里程碑。有別於傳統單純使用酸性溶液萃取物溶出廢燈管中的稀土元素，金澤大學團隊在處理過程中加入先前就曾被用在處理毒性固型廢棄物方面的螯合劑，使得回收廢棄螢光燈管的過程中不需耗費大量高污染的酸性溶液，即可以少量的酸性溶液螯合出稀土元素。研究也發現在增加反應溫度的同時，回收率也能有顯著的提升。此外研究團隊更嘗試在反應介質中加入球狀研磨物質(Planetary ball-milling)，透過球狀研磨物質與反應物介面的物理交互作用，增加反應介面的表面積、提升反應速率，藉此在短時間內提升回收率。透過新的回收方法，研究團隊已能將稀土元素的回收率由傳統53%提高至84%，並減少傳統回收法造成的大量污染。【延伸閱讀】促進永續性之纖維素奈米纖維製造方法 　　雖然已有較乾淨的廢棄物處理方法，但研究團隊仍試圖找出最佳的反應溫度、酸鹼值、研磨速度、球狀研磨物質大小等可能的重要反應參數，繼續朝向零污染、永續科技發展的方向前進。該研究已於今年刊登在<Waste management>中。

草原生態系主要分布於溫帶地區，約占陸域面積的40%，部分地區為放牧業主要的經營場域。由於放養牲畜主要以草本植物為主要進食來源，草原品質與數量將對產乳量及牲畜肉質產生重大影響，為此即時掌控草本植物的生長狀況並改善牧場經營管理方式，以提供經濟效益高且營養價值高的牧草，將是發展永續健全放牧業的重要關鍵之一。英國諾丁漢大學生物科學院(School of Biosciences, University of Nottingham, UK)的研究發現，草原植物的生長高度或許是影響放牧產業的關鍵。 　　研究團隊先將草原類型分成6類，每類皆紀錄(1)草原類型、(2)土壤型態、(3)優勢植群組成、(4)施肥狀況及(5)牲畜種類共5種因子。有別於傳統現場採集樣本，送至實驗室以昂貴儀器檢測且曠時廢日的做法，研究團隊改以相對快速且經濟的近紅外光譜儀(near-infrared spectroscopy, NIRS)進行現場採集並即時分析，檢測植物體中影響牲畜健康相當重要的指標，例如粗蛋白(crude protein)、酸洗纖維(acid detergent fiber, ADF)、中洗纖維(neutral detergent fiber, NDF)、水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)、灰分(ash)、可消化有機質(digestible organic matter, DOMD)，這些均為反芻動物營養學中影響消化與吸收的重要影響因子。近紅外光譜儀能分析植物體吸收與反射特定波段量多寡的差異，藉此推論植物體內營養組成比例。研究發現植株高及植被覆蓋率是整個草原是否適合放牧的主要因素。研究顯示若株高低於7公分，植物體大多僅剩營養組成比例較低的組織，這將使動物的營養吸收受限。【延伸閱讀】美國康乃爾大學推出最新的葡萄品種—Everest Seedless 　　該研究於今年11月發表在<Frontiers in Sustainable Food Systems>期刊。這項研究成果與實驗方法可供牧場經營管理參考之用，除確保畜產供應不虞匱乏外，更達到牧場永續經營之目的。

全球約有13,000多種外來植物在非原生棲地生長，某些外來種(alien species)能適應當地原生環境成為歸化種(naturalized species)，與原棲地生存的原生種(或稱本地種，native species)共享同一棲地，然而某些外來種則對當地原生種造成威脅，成為入侵種(invasive species)，可能使原生種滅絕。以生物防治的角度，若了解外來種要進一步成為入侵種所需具備的形態特徵，將有助於有關單位監控入侵生物，確保當地生物多樣性，這對林業經營管理及農業生產安全具有一定程度的貢獻。 　　捷克馬薩里克大學(Masaryk University)及美國佛蒙特大學(University of Vermont)跨國研究團隊研究中歐6類不同棲地，每類型的棲地分別採集原生及非原生植物物種，將這些物種分為原生種、歸化種(naturalized species)及入侵種，共計採集1855個物種，最後量測個體的形態特徵，記錄植物葉表面積、株高及種子重共3種性狀，並分析三種類型的植物在不同棲地間是否具類似的特徵。研究結果發現，入侵種的株高特徵在6類棲地環境皆呈現顯著差異，外來種的株高在6類不同棲地中皆高於原生種及歸化種，這顯示植物生長高度可能是決定外來種能否成為入侵種的主要特徵之一，研究團隊推測這樣的現象可能是因高植株性狀令外來種有機會獲得更充裕的光線，從而競爭過當地的原生種。研究認為外來種與原生種皆具備適應棲地所需的特殊性狀，然而一旦外來種較原生種額外具備某些具優勢的性狀，將能利用優勢性狀競爭過原生種，進而藉機成為當地的入侵種甚至優勢種。【延伸閱讀】翻轉邊際農地用途再造人與生態共生共榮 　　馬薩里克大學及佛蒙特大學在入侵生物學的研究發現，為森林生態植物多樣性及農業生物防治提供重要的資訊。該研究已於今年11月發表至<Nature Communications>。

美國農業部(United States Department of Agriculture, USDA)於11月13日在華府發表e-連結(e-Connectivity)先導型計畫，預計未來在美國農村投入大量基礎通訊建設，建立農村與都市之間的數位網絡。由於寬頻網路是現代人獲取資訊重要的推手，2018年美國聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission, FCC)針對農村地區使用網路情況的調查發現，現今仍舊有80%的大眾無法擁有可靠、可負擔及方便快速的網路。為此，美國農業部積極在全國各地農村投入寬頻基礎建設，盼能替傳統農村注入新科技的意象，藉此增加區域經濟及提高經濟發展的可能性。 　　美國參議院在2017年通過農業及農村發展的相關法案，成立農業及繁榮農村跨部會專案辦公室(Interagency Task Force on Agriculture and Rural Prosperity)，盼能透過整合聯邦與各州政府之意見及資源，擬定包含建設e-連結(e-Connectivity)、改善生活品質(Improving Quality of Life)、提升農村勞動力(Supporting a Rural Workforce)、注入科技新意象(Harnessing Technological Innovation)及建設經濟發展(Economic Development)等措施，藉由透過新政策的規劃，提高農村的經濟發展與增加與都市的連結。 　　目前美國農業部透過電信計畫(Telecommunications Programs)提供19個專案計畫，共在美國12個州的農村地區投入9,100萬美金，提供許多經濟發展及建設的機會。這些基礎建設包含光纖寬頻系統的架設、升級現有DSL技術、升級無線通訊系統等。美國農業部希望藉農村寬頻基礎建設的設置，帶動現在及未來的區域經濟、促進商業發展、串聯農村地區的公共設施。 　　e-連結先導型計畫僅是美國川普當局繁榮農村的第一步，在建構互通有無的資訊網絡後，便可實現： 改善生活品質計畫、 提升農村勞動力計畫、 注入科技新意象計畫及 經濟發展建設計畫，為未來美國農村的經濟發展，注入一劑強心針。【延伸閱讀】現有家禽相關創新技術盤點 　　無獨有偶的是，我國近年來亦致力發展智慧科技農業，盼導入人工智慧/資通訊技術、農業生物科技及物流保鮮應用等元素，提升農產業各方發展。美國e-連結及延續計畫，或許可做為我國農業政策擬定及發展策略上重要參考依據。

魚類產品是人類飲食中主要的動物性蛋白質來源之一，隨著地球上總人口數逐漸加，人們對蛋白質的需求也更加龐大。由於考量過度捕撈的問題及海洋生態環境的永續，如今水產養殖產業發展越加蓬勃，而產業的增長也間接導致養殖飼料的需求量提高。 　　現今，魚粉和魚油仍為養殖魚類飼料中提供蛋白質和脂質的主要來源，而水產養殖業消耗了全球約70％的魚油，不利於全球漁業的永續發展，亟需快速找出替代材料。目前雖有使用植物油與陸地動物脂肪作為替代品，但有可能因此擠壓食用油與生質柴油的生產空間，故採用微生物進行油脂生產，或許是更好的出路。 　　Lipomyces starkeyi是一種容易培養的含油酵母，可生產大量油脂，因此瑞典農業科學大學(Sveriges Lantbruksuniversitet, SLU)決定以L. starkeyi進行小麥桿木質纖維素發酵，並在發酵直接破碎，替代部分魚油，做為北極紅點鮭(Salvelinus alpinus)水產養殖飼料。經過飼料轉換率(feed conversion ratio, FCR)，比生長速率(specific Growth Rate, SGR)、肥滿度(condition factor, CF)和肝指數(hepatosomatic index, HIS)等各項健康數值，證實此發酵產物替代魚油的潛力。【延伸閱讀】枯草芽孢桿菌可幫助水解羽毛蛋白質作為飼料之應用 　　先前已經進行酵母發酵作為飼料替代物的研究，但發酵基質是使用葡萄糖等第一代生物燃料發酵原料，此次則使用木質纖維素進行轉化，由於木質纖維素屬於第二代原料，更加符合循環經濟中農業副產物再利用與促進環境永續之理想。 　　相關研究發表於<Scientific Reports>

全美國地區的農業用水占全國水資源利用的80%，其中大多用於灌溉作物方面。近年來由於極端氣候發生次數頻繁，各地不定時發生短時間強降雨與長時間乾旱的情況，農業灌溉恐面臨缺水危機。除改善儲水設施、發展以大數據為主的極端氣候預警系統、開發特殊自動化灌溉設施外，透過育種技術，以傳統雜交或分子選育，改良作物性狀、培育耐極端氣候的品系(種)，皆為研究的方向。許多研究顯示，植物水分利用效率(water-use efficiency, WUE)的高低，是決定該物種是否耐旱的指標之一，該指標可反映植物進行光合作用時，固碳效率及反應期間水分消耗多寡的關係，效率高意味著植物僅需消耗少量水分，便可固定大量光合作用產物；一般而言，生長在乾旱地區的作物與降雨充沛地區的作物相比，擁有較高的水分利用效率，而C4植物則較C3植物高。藉由分析不同品系間水分利用效率的高低，將有助於人們在未來培育新品種。 　　美國現今約有9,000萬畝的農地，以粗放經營的方式大面積種植經濟作物玉米(Zea mays)，整體用水量相當可觀。玉米是原產於美洲的C4植物，擁有長期人為馴化史，美國有多種品系，不同品系間的水分利用效率皆有差異，若能先建立各品系的水利用效率特徵，將有助於後續找出對應之遺傳性狀，做為未來育種之用。 　　傳統分析水分利用效率的方式係透過儀器量測葉片上水分及二氧化碳進出氣孔的多寡得知，但由於該方法須長期監控，且推廣至大規模應用不符經濟效益，因此美國伊利諾大學作物科學系(Department of Crop Sciences, University of Illinois)的研究團隊以測量穩定碳同位素(stable carbon isotope)，分析葉片中穩定碳同位素的含量，藉以推論不同品系間的水分利用效率。碳元素在自然界中具有不同中子數的型態，多數以較輕的碳-12形式存在，而少數以較重的碳-13形式存在。當植物吸收自然界中不同碳元素組成的二氧化碳進行光合作用時，便將各個同位素形式的碳固定在植物體內。研究藉由植物體內碳-12與碳-13的比例，便可推估各個物種或品系的水分利用效率。【延伸閱讀】以近紅外光譜儀即時監測牧草之營養狀態 　　研究團隊將玉米的36種自交系(inbred line)分別以不同生長季、多處溫室及田野等條件中進行試驗，最後測量其穩定碳同位素比例。研究發現穩定碳同位素的性狀是可遺傳，在不同試驗環境下，其特徵趨勢相似。研究成果初步證實，玉米的水分利用效率特徵是可遺傳的，這項發現提供育種者新的選育方向。研究團隊預計在未來找出與水分利用效率相關的基因，盼為玉米品種改良做出貢獻。 　　該研究由美國農業部國家農業及食物研究院(National Institute of Food and Agriculture, USDA)資助，相關研究成果已於今年10月發表在<The plant journal>。

邊際農地(marginal farmland)係指農地周圍不適栽種作物的土地，這些土地可能因地勢較低不利排水，或因土壤特性不同，使得肥料或水分易流失等，使得肥力較差不適作為栽植之用。我國農業委員會農地資源劃分則將邊際農地定義為：「自然及人文條件不適合做生產使用的農地，包括地層下陷地區、海岸地區及坡地地區，但這些地區可能具有較佳的其他功能條件。」不論如何界定，邊際農地因土質、肥力及經濟等多方因素，不適合發展農用，但邊際土地在適當開發下仍可作為其他土地利用。 　　美國能源部阿岡國家實驗室(Argonne National Laboratory)自2011年起，研究具經濟效益的生質作物(biofuel crop)，其中灌木柳(shrub willow, Salix miyabeana)及柳枝稷(switchgrass)，是提煉生質燃料的重要研究物種。研究初步發現灌木柳及柳枝能適應砂質土環境、減緩土壤受侵蝕，並吸收鄰近農業施用過剩的肥料，在穩定水土保持之餘也能防止過多的肥料流溢到鄰近地區的土地及河川中。若過量的肥料流到周邊的水域甚至排放到下游海域，將因水域優養化造成大規模的藻華現象，藻華將使鄰近海域溶氧量下降並產生大量的毒素，對區域環境造成重大危害。為此，阿岡國家實驗室團隊在2013年起，選定6.5公頃的玉米田或大豆田進行田間試驗，以地理資訊系統及土壤肥力分析比對後，選出農地中生產力相對較低的區域，並在這些區域種植灌木柳，並觀察灌木柳是否能有效解決農地肥料隨地下水流到河川等問題。【延伸閱讀】計算歐洲致命橄欖樹病原體對經濟的影響 　　在長期監測土質、地下水及觀測地面植被的結果發現，因灌木柳的根系深達地下水層，透過較深的根系能有效地攔截及吸收肥料流溢至地下水中過多的氮肥。除此之外，研究同時也觀察到農地周圍的生物多樣性提高及溫室氣體排放量下降等趨勢，顯示種植灌木柳除提供能源效益外，在環境友善及環境保護方面有定的效益。阿岡國家實驗室的研究成果顯示，若能於邊際農地推廣種植深根系的灌木柳，將有助於發展成為生產、生活及生態平衡的三生共榮，利於在地永續發展。該研究成果已於2018年美國地質學會大會發表。 　　除國外推廣種植生質作物的方法外，我有關政府部門近期也在逐步規劃邊際農地做為推廣太陽綠能種電之用，顯示邊際農地目前在國內外皆由早期無人開墾的荒蕪地轉變為生生不息的自然寶地。

芬蘭位處北緯60˚～70˚間的斯堪地半島，全國森林覆蓋率達69%，每年約生產300萬噸的軟木(softwood)樹皮，目前主要用於能源生產。而在樹皮利用方面，傳統工藝會先利用熱水萃取樹皮中的單寧，樹皮殘餘物再經過酵素水解，作為醣類發酵的生產原料。 　　除了樹種外，單寧萃取產率也會受原料來源和加工製程的影響。使用傳統熱水處理法製程，斯堪地那維亞(Scandinavian)的雲杉和松樹所萃取的丹寧產量最多達樹皮重量10％，且利用酵素水解樹皮殘餘物作為醣源的利用效率也有待提升。 　　由芬蘭科技研究院(VTT Technical Research Centre of Finland)開發的新型工藝使用更強的鹼性條件和更高的溫度處理木材，大約可溶解與分離三分之一的樹皮重的單寧，產率更高，且得到的雜質（碳水化合物和灰分）則比起熱水處理法更少，因此以此方法生產的單寧(tannin)萃取物是比kraft lignin活性更高的樹脂原料，而殘餘的纖維仍可作為醣源發酵產物的原料，或進行其他材料方面的應用。【延伸閱讀】農業新技術延長水果兩倍保鮮時間 　　此研究與歐盟SPIRE計畫相關，屬於「降低能源需求和農林複合廢物轉化為高附加價值產品過程的二氧化碳排放的系統方法」計畫中的一部分，其他參與機構包含比利時的生物基地歐洲試驗工廠(Bio Base Europe Pilot Plant, BBEPP)、西班牙的TECNALIA 研究院、Foresa公司和BIOSYNCAUCHO公司。

Teapasar是新加坡的是一個初創的線上茶葉市集，於2018年9月推出，其中運用創新思維模式的兩種服務工具-ProfilePrint和TasteMap，可透過科學方式敘述茶葉特性及客戶偏好，並提供最接近客戶需求的茶葉品項。 　　ProfilePrint利用氣體色譜法與質譜儀(Gas chromatography–mass spectrometry, GC/MS)創造了茶的代謝物指紋圖譜，可針對茶樣本的來源、風土、栽培品種、收穫日期和其他標識進行了分類，透過質譜儀與多變量統計分析方法，能在沒有標籤的情況下也能查出茶葉樣本的來源及合法性。目前也有利用以擴增片段長度多型性(Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP)或檢測p -coumaroysolglucosol-rhamnosylgalactoside以分析茶葉樣本的方法，但ProfilePrint可提供生物標記和基因譜分析以外，更加便宜的分析方式，簡化的氣相色譜儀售價僅為兩千美元。 　　TasteMap則通過線上用戶選取的八種口味偏好類別以區別消費者，包括甜味、豐富度和澀味等，再依喜好推估茶品項和顧客之間的最佳配對，並以人工智慧與機器學習技術，通過反複試驗改進預測性能。由於TasteMap仰賴於大量數據量培訓，因此茶認證的實驗室利用超過一百萬個數據訓練樣本，以增進模型的預測能力。目前Teapasar已開始使用來自350種茶樣品的400個數據進行模型測試，隨著供應商和客戶的數量逐漸增加，機器學習的效果會更加優異。【延伸閱讀】草本茶正在全球流行中 　　Teapasar的創建提供了一個可擴展的業務平台，其建立基礎為新加坡國立大學(National University of Singapore, NUS)所提供的化學代謝物圖譜指紋辨識方面的專業知識，與新加坡科技研究局(Agency for Science, Technology and Research, A*STAR) 提供的機器學習算法和數據培訓，雖然目前規模較小，但代表著茶葉科學、生物技術、供應鏈整合和透明度等跨域技術的結合，可能性無限。

荷蘭應用科學研究組織中心(The Netherlands Organization For Applied Scientific Research, TNO)，開發能偵測土壤硝酸鹽含量並應用於監測氮礦化作用的感測器。氮對於植物生長發育與其體內蛋白質生產具有重要意義，ㄧ旦知道需要供給多少氮肥給土壤，農民就可以計算出最適合植物生長所需的肥料添加量。 　　目前TNO與瓦賀寧恩大學(Wageningen Universiteit)正執行ㄧ項名為DISAC(Data Intensive Smart Agrifood Chains)的計畫，此計畫與開發土壤硝酸鹽感測器相關，並與當地農業公司、科技公司及研究中心共同合作致力為精準農業研發新技術。 　　TNO所開發的感測器能頻繁偵測土壤中的硝酸鹽含量，提供最即時的數據。為了節省能源與數據儲存容量，研究人員每日進行量測並提供相關平均數值，藉由ㄧ系列的數據收集，能持續觀察土壤中氮礦化(nitrogen mineralization)的過程。迄今為止，所有結果皆為現場測試，未來將可於不同地點進行測量，並透過應用程式檢查數據結果。【延伸閱讀】英國土壤濕度感測器突破性進展，為智慧型灌溉鋪路 　　由於植物只能吸收銨態氮或硝酸態氮，因此植物生長與氮礦化程度具有相關性，藉由智慧化偵測系統提供土壤中氮含量指標，除了可協助農民了解土壤中的氮含量是否滿足植株所需，也可幫助觀察施肥後植物的利用狀況。 　　目前研究正於荷蘭的測試農場Dairy Campus- Vredepeel en KTC Zegveld進行測試。感測器安裝於距基座約15公分內的植株根系附近，而太陽能電源供應及相關設備則是安放於地面上。目標是利用模型與遠端偵測技術，了解預測和實際產量的差異性，以研究植物產量與其蛋白質含量，以及感測器如何實際應用於場域的方法。雖然目前仍尚未確定如何藉由此感測器優化現有的施肥機制，但這項研究有助於更瞭解植物的生長環境與氮礦化關係。