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。

農地資源永續利用之戰略規劃   郭鴻裕組長 行政院農委會農業試驗所農業化學組 一、前言 　　農地是農業的基礎，是國民經濟的基底，也是國家社會安定的力量。聯合國糧農組織（Food and Agriculture Organization, FAO）指出在未來 35 年內，包括預期2050年全球人口增加50% 、更嚴重的土地資源、水資源與能源資源競爭，以及氣候變遷的影響等，從而對農地需求增加，預估到2030年，世界的糧食產量必須增加近50％，到2050年將產量必須增加100%才能滿足需求。全球糧食供應將面臨嚴重的土地、水與能源等資源競爭；為了生產更多的糧食致使自然資源不足、農地污染、土壤侵蝕擴大、自然災害頻傳、農業勞動力老化及短缺更是使得農業發展雪上加霜，但使界人口增加所產生的食物需求卻需要更多資源扶持，這是一種非常矛盾的現象。 　　政府間氣候變化專門委員會 (Intergovernmental Panel on Climate Change，縮寫IPCC) 第五版氣候變遷評估報告指出，21世紀的暖化趨勢越加明顯，並將引發全球性的環境與生態變遷，在此衝擊下，未來亞洲農業生產力將會降低，部分區域可能發生水資源短缺問題，其中更以島嶼國家受到氣候變化影響最嚴重。根據聯合國糧農組織估計，2050年時生產量將須比現今提高70％，但長期以來高投入、資源密集型的耕作系統已占多數耕地面積；農業耕作擴大造成大面積毀林、缺水、土壤流失和溫室氣體大量排放，將無法提供永續之農業生產。 　　歐洲委員會（European Commission） 於 2006 年提出土壤主題策略（Soil Thematic Strategy），期待得以確保歐洲土壤 維持其健康並有能力支持人類活動與生態系統。品質優良之土壤對於經濟活動是絕對必須的，因其提供人類食物、飲用水、生物質量與原料，且所有人類活動皆或多或少與土壤相關，但世界各國土壤卻正加速退化中，連帶地對於人類健康、生態系統與氣候變遷以及我們的經濟繁榮與生活品質都受到影響。農業的生態系服務價值遠大於農產品價值，全球對於農業多功性價值日益重視，各國紛紛重新界定與評估農地空間佈置的基礎。「歐盟 2020 年生物多樣性戰略」要求歐盟成員國制定國家生態系服務指標綱領，從評估農地功能的重要性開始，映射各區域生態系統服務的供給和需求，分析製圖並應用於農業的決策和空間規劃。 　　亞洲地區的小農農業所得偏低，因小農的耕作面積與農產品價格很難維持自主的經濟活動，被認為是世界貧窮人口的密集區之一。另外，季節性缺工問題普遍存在於世界各國，因大多數農業屬家庭農場主導，成員在一年的不同時期提供勞動投入，許多農民將農業作為兼職活動，擁有其他的重要收入來源。 　　臺灣的糧食大多數依賴全世界供應，國際市場波動容易牽引國內民生物價穩定與社會安定性，唯有透過良好的耕地保護、國土規劃、強化生產結構、解決缺工問題，才能有效調節國內農業資源，才能充分發揮我國農業效益。 二、現況分析 　　農委會2017年公佈數據顯示，國內真正從事耕作的面積只有527,215公頃，遠低於城鄉發展分署所建議之全國農地資源總量的74至81萬公頃農地。我國農地利用不足(休耕地曾占農地面積的1/4)與利用過度(如高山蔬菜與茶區開發)兼俱的矛盾現象，顯示自然資源利用效率有待提高。隨著工業與社區發展並散佈於農業區，水污染威脅陰影壟罩國民心理，連帶影響對農地的品質與農產品安全的信心，也對糧食自給率未達30%的臺灣，國家未來的永續經營受到嚴峻壓迫。農地質量是農業生產的基礎，亦是國家社會安定的力量。然隨著國內社會經濟發展結構轉變，農地轉為非農業使用情形普遍。工商社區散雜於農業區，違章工廠欠缺下水道系統排放，以致污染灌溉水質造成農田土壤與灌溉用水遭污染。然而我國的自然資源備援極為有限，幾乎無再開發的潛力，此等問題顯現農地質與量保存的重要性。 　　我國因社會經濟發展結構快速轉變，農地空間與水資源品質會隨著人口增多、社會經濟發展而耗損；我國耕地總量和人均量日益減少，目前人均現耕農地面積只有0.026公頃，遠低於世界銀行統計之各國每人耕地面積(arable land per person)，導致約 70％的糧食依賴全世界的糧食供應系統，且灌溉用水管理日漸困難，農耕及畜牧方式對環境產生影響加劇更應儘早採取相關措施，以因應瞬息萬變的挑戰；外在環境則面臨國際環境保護與海洋生物保育觀念抬頭、高度經貿自由化挑戰、農、工水土資源競合以及國人對於食品安全的要求逐漸提高等挑戰，我國應採取更永續的經營管理措施。 　　臺灣農民擁有的農地面積小，除特殊耕作技術外，一般難以依賴農業專職過活，農業所得工資與收入難以滿足農民生活所需，影響農民生產動機，更無法將農業耕作技術升級，對外競爭力更趨弱勢，因此農村人口被迫外移，農地也跟著流失。我國農村也缺乏勞動力，農民平均年齡為67歲，農民的經營規模不大，收入少，農家的農業收入只佔總收入的20%，只能栽種農事服務率高的水稻產業，產生農產品生產配比與市場需求不均衡，自然資源與政府資源皆浪費現象。農業收入偏低是很多國家遭遇且重視的問題，需要採取行動減少不平等。扶貧增長策略能確保最弱勢者獲得市場一體化和農業投資的惠益，改善農村地區的投資機遇及解決人口外流的狀況。 　　農業生產脫離不了水資源供應，農業用水量一直都是各標的用水的最大宗。氣候變遷下水資源供應日益不確定，造成農業用水缺乏及抽取地下水問題，引發國土保安與糧食安全的爭論。媒體曾批評農業用了7成水，卻只貢獻不到2% GDP，不符成本效益；然而，農業用水除供應糧食生產外，還有補助地下水、滯洪、生態、景觀的功能，卻為社會大眾所忽略。目前我國占農地面積一半以上的非灌區缺少水源灌溉，農業總用水量卻必須縮減等永續發展議題，均亟待討論解決。農業耕作方式及過度施用農業資材及未處理農作廢棄物等，常造成環境污染的主因。畜牧業發展的過程產生之大量廢水、廢棄物，也是民眾及輿論關切的焦點。氣候變遷連續不降雨天數增加使得枯水期延長，發生水資源短缺而抽取地下水，引發國土保安之爭論；又氣候變化的速度可能會超過包括栽培系統在內的生態系統之適應速度，加上洪峰增大、致缺水機會增加等，是未來必須面對的水資源運用等環境課題。農業活動的影響，皆改變氣溫及降雨的水準及分布，對全球糧食系統的產量以及穩定性造成影響，也改變產季、病蟲害防治、品種適應能力等，影響糧食產量供應或穩定度。 　　我國國土計畫法 2016 年制定公布，如何合理劃設農業發展地區，並進行各類農產業空間佈建，配套的政策措施與行動計畫，引導國土的合理利用。農地除提供經濟與糧食生產功用，亦包含生態、濕地、人文、防災等重要價值，故目前亟需重新定位多功能農業與詮釋農田價值。而在農地盤點與規劃應用上需配合國土計畫法劃定發展地區，針對不同的資源結構選擇適合生產的作物，且農地資源管理需要恊調人口、環境、生態服務價值與經濟發展之間的關係並透過科學管理的綜合研究，導入精準農業與智慧化經營模式，提出創新技術方案，才能發揮區域優勢，達到資源高效利用之目的。 三、建議技術投入規劃 　　未來世界的農業產量將大幅增長，以跟上全球糧食需求的發展趨勢，但最終仍將受到可用資源、作物生長特性等限制。我國也需針對農地資源管理大架構，恊調人口、資源、環境生態服務價值與經濟發展之間的關係，以下建議說明： (一).耕地保護政策: 1.制定農地保護政策及措施 (1).建立農地的品質總體評估資料庫 　　為滿足糧食安全，必須估算人口數量發展趨勢、國安目標的糧食自給率標準、人均糧食需求標準及糧食作物占總耕地的比例、耕地的綜合生產能力，並隨時間和區域調整，定期提供國家規劃決策的基本資訊。敦促『農業基本法』早日通過立法，配套修正『農業發展條例』，以明確法律條文保護基本農田政策與制度，抑制農地與農業水資源的流失與品質破壞。完善建立農業空間規劃的配套法律、法規體系與空間規劃決策系統，佈建農田土地利用，發揮農地生態系統服務的極大化價值。  (2).制訂明確的農地保護政策、理論分析、法律與行政管理體制的架構 　　在體制設計時應避免地方政府同時為農地資源管理者與農地轉用的審查者，各級政府的農地規劃審批許可權、年度用地計畫管理許可權、基本農地的佔用及新增建設用地審批許可權、指標等要有明確的總量管制，並提出農地功能損耗補償機制。  (3).積極管理農地 　　立法推動地力增進法，強化生態保育與環境管理的政策與法律，改良、整理復墾中低產農地、荒廢農地的生產力，加強各級政府的農業建設推動力，維續農地一定的生產力永生態系服務價值。創新銜接全國國土計畫之鄉村地區整體規劃機制，強化農業生活空間及其周邊農業生產地帶之鏈結關係。配套投入政府跨域資源，改善農村生產和居住環境，加快城鄉機能一體化，吸引農村勞動力回流，縮減城鄉發展差距。  (4).建立地域性的農地生態服務價值的資產補償機制與管理方法 　　國家除需要進行全面的農地多功性量化評估及空間布置架構做為國家永續性的經營的依據；思考釐訂農業生態系服務價值，換算為國家環境給付措施之基準；建立農地多功能與生態服務價值資產量化的補償機制，將發展都市化與工業化的地區所得利益用於補償與協助願意維護農業環境品質的地區，確保國家的農業空間發展。可異地補償的功能(如:產量)，可藉由低產地區的農地改良彌補至損失農地面積的產量；而無法異地補償功能(如:生態)則須以農業工程或其他方式促進當地農業與生態價值的維護與發展。  (5).整合資訊與通訊技術(ICT) 　　制定以科學方法定期調查農業生產資源制度，如農地、水資源及農、林、漁、畜產業及生物多樣性等，有效掌握農業資源的質與量。藉由遙測、空間資訊整合與物聯網通訊等技術，協助田間調查與管理，定期公佈掌握農田的質與量變化，作為農地保護的施政措施與行政管理的審查、監督基礎。  (6).提升農業多元價值 　　活化閒置農漁村空間應用，規劃發展結合文化、地景、綠色醫療特色之轉型農業，創造農村多元價值；發展循環農業經濟，使剩餘資源利用價值最大化，將農業生產過程伴隨產生的大量剩餘資材，轉化成肥料、能源、飼料、食品及產業用料源等，延伸農業生產價值鏈，提振農村經濟。  2.配合國土計畫法劃定農業發展地區  (1).農業生態服務評估技術需與接軌國土規劃接軌 　　需明定國土空間功能分區與生態系統服務價值的施政主軸，並精進國土生態資料與區域生態資產評估技術；此外，建立科學模型分析農業生態系統服務功能，使其與現行國土規劃法令的接軌。  (2).評估農田的糧食生產能力 　　應用科學技術改進政策與制度，衡量各項農業資源特性的質與量之間的關聯，以量化評估技術分配農業資源。量化目前農田的糧食生產能力，以便做為未來規劃土地利用之政策、研究、開發和投資參考資訊，並通過知識網路為當地農民提供實際行動決策。建立實用性的即時、準確的農業氣象災害預警系統，減輕災害損失，確保農業生產持續穩定發展。  (3).針對各區域特性進行農業生產佈局 　　強化農業發展地區之農地資源規劃及農產業空間佈建工作，合理佈局農業種植結構，提升水分利用效率，對農業水資源實施資產化管理，實施有效補償機制。根據不同區域的農業資源優化配置與合理佈局，實現農業生產的區域化、專門化與產業化。同時也需要恊調人口、資源、環境生態服務價值與經濟發展間的關係。配合政策誘因，加強產業間剩餘資源的交換和再利用，結合農林漁牧產業，形成區域型循環綜合利用經營體系，鏈結其他非營農產業，形成共同產業鏈，提昇循環利用效率、產能及產品附加價值。  (4).區域發展合作與水環境的綜合整治、管理 　　加強農業資源管理基礎建設投資，提升農地之系統化的結構性防洪、排水和儲水、灌溉系統，減輕旱澇災害損失。進行環境與經濟發展趨勢分析，用以規劃農業的經營型態與其他產業的合作。另需根據水污染現況調查、水環境的品質分析、功能區劃分與水質變化趨勢，做好區域間利益調配。 3.解決農地零碎化問題  (1)促進農地整併，擴大經營規模 　　農地零碎化常造成農業經營規模受限，不利於機械化與自動化作業，政府應積極訂定法令與管理辦法，訂定鼓勵措施獎勵農地整併，擴大經營規模。  (2).落實農地規劃利用的正確性 　　促進農地正確利用，減少房舍建築與農地的情況，避免農用土地零碎與污染擴散。  (二). 提升糧食自給率達40%:  1.強化農業生產結構  (1).發展多樣化農耕系統，提升糧食系統的生產效率和災害抵禦力 　　鼓勵土地進行混作、生態農業、氣候智慧型農業及保護性農業等轉型，並合理佈局農業種植結構，以增加因應未來農業生產風險的韌度。  (2).發展智慧化與精準農耕技術 　　應用建立模型概念、工具和方法改進農業系統的分析、設計和評估，開發從種植系統模型演變為能夠處理外在環境不斷變化的農業耕作系統模型平臺。藉由智慧化技術協助了解田間的產量差異，並考量區域內微氣候、資源、基礎設施等條件設計新耕作系統，解決區域內因空間與時間安排作物所造成的產量差異，實現高效、高產的永續綠色發展。 2.提升農產品競爭力，滿足糧食生產與國民營養需求  (1).開發耕作系統模型平臺 　　應用農業生態系統服務、多功能農業和氣候智慧農業的概念，配合氣候和環境發展建立評估模型和方法，以進行改良農業系統的相關設計。  (2).發展生物經濟產業(bio-based economy，BBE)，擴大農業生產物的應用價值 　　德國聯邦糧食品及農業部(Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft，BMEL)對生物經濟之定義為「在一個未來可行的經濟系統的架構內，基於知識的生產與可再生資源的使用，以提供在所有經濟部門的產品、程序與服務」，其強調食物、飼料、燃料，但也包括基於生物的化學品、技術材料、藥品、化妝品…。」  (3).發展智慧農業管理技術 　　對生產各項要素進行數位化設計、智慧化控制、精準化運作、科學化管理，進而優化配置，提高農業生產力。建議從較為成熟、投資較小的階段性成果開始，先從設施農業中推廣，逐步進階到半自動化與全自動化作業，再擴大綜合開發試驗區，才向有條件的農村和農戶拓展。  3.確保糧食進出口穩定機制  (1).維持農產品進出口的穩定平衡 　　參考國際經濟環境變化與我國農業資源情勢，以新的糧食安全概念調整農業發展政策，組成合理的農業貿易結構，在世界貿易組織下配合農業新典範的綠色補貼措施。另配合政府的南向政策，支持他國的農業技術改進及產業佈局，促進我國糧食進口的風險分散與農業產業的全球發展。  (2).全球糧食生產預測的資訊收集 　　持續參與國際合作計畫，例如:JECAM(Joint Experiment of Crop Assessment and Monitoring，全球農業評估與監測聯合計畫)及Asia RiCE(亞洲水稻產量預測計畫)，成立專責單位收集或介接各國貿易政策、農產品供需狀況、市場需求、價格變化、商業貿易關係等資訊內容。  4.保障農產品安全  (1).評估農產品安全風險 　　提供預防食源性疾病和減少農藥、天然毒素、化學和重金屬汙染相關的健康風險資訊。提高畜牧經營效率，降低疫病風險與提升產品品質，實施畜牧場分級輔導；垂直整合產業鏈上下游生產標準，透過第三公正單位認證達到產業自主管理。 (2).結合感測技術與物流系統，提升產品可追溯性 　　在物流系統中添加感測器及遠程傳輸設備，除了提供產品履歷資訊，也能藉由蒐集食品運輸需求數據，了解供給和需求端的變化。  (三).解決農業缺工問題  1.增加農業產值:  (1).增加專業農所得，照顧老農福利 　　藉由『量化農業的多功性與生態服務價值與補償機制』，提高農業的社會福利照顧與綠色補貼政策，減緩小規模農民的經濟弱勢，並適度提供農業操作技術指導，協助農民解決問題，提升產值。配合政策誘因，加強產業間剩餘資源的交換和再利用，結合農林漁牧產業，形成區域型循環綜合利用經營體系，鏈結其他非營農產業，形成共同產業鏈，提昇循環利用效率、產能及產品附加價值。強化循環生物經濟產業之人才培育，以帶動農業新產業發展。加強循環農業產業化，研發生物質轉化為食物、醫藥、飼料、生物材料、生質燃料等技術。強化畜禽業廢棄物多元化再利用效能。  (2).凝聚小農生產整合性產品 　　國內小農在全球化商業模式中不易競爭，應發展多元加工及行銷模式，以聚集小農進行整合性生產，推出具特色性產品，活絡農產品市場。  2.解決農村短中長期勞力缺乏的問題:  (1).發展自動化遠端監控技術 　　結合地理資訊系統(GIS)、物聯網(IoT)、無人機、衛星或感測器技術，即時收集農業生產現場的各項參數，用以預測病蟲害分布與產量變化，提醒農戶及早進行施肥、用藥或採收等作業。  (2).建構代耕體系及契作契銷，成立集團產區及採後處理中心 　　以小農為對象，政府制訂公平合理的代耕或採後處理的透明化契約，藉由合作社或公司群體的力量協助小農作業，並幫助建置申請代耕、僱工資訊平台及作業排程管理資訊軟體，有助於解決缺工問題。  (3).建構全球農業-商業合作的環境 　　創造可擴展式平台，串接農場經營、農產品物流及技術服務等資訊，同時作為農民與非農民的媒介，通過意見挖掘和社交網路技術提升支援服務者和利益相關者的信賴度，幫助引入補充性勞力。  (4).推動農業成為增長型企業 　　由小農共組或與廠商共同入股組成農企業公司，建立中長期商業合作模式，促成農業企業發展成規模化的農場管理者，確保和培育人力資源，提高國際市場競爭力。  (四).推動「新農民培育計畫」  1.善用新型網路傳播資源 　　網路傳播資訊快速且不受時空限制，有利於各項知識的連結；通過普及化網路資源，有利於促進合作機會。  2.進行下一代農民培訓 　　支持農民培訓計畫，並推廣相關管道以引導農業相關科系畢業生與轉業人員進入農業領域，提升青年農民投入意願。另培育區域農業領導經理人員，促進農民技術教育之系統化管理。  四、未來願景 　　行政院農業委員會於105年12月提出「新農業創新推動方案」，希望促使農業成為獲利並成永續發展產業。通過以上規劃建議，或可促進我國農業資源的有效利用，進而提升糧食自給率，並增加農民所得，化解季節性缺工問題，扣合新農業創新推動方案中「建立農業新典範」、「建構農業安全體系」與「提升農業行銷能力」之目標。 【行政院農業委員會已於2023年8月1日起升格為農業部】

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。