氣候變遷下的新農業商機
發佈日期:2016/6/15 | 類別:產業趨勢前瞻 | 點閱次數:848

2012年聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)發布「極端事件與災害風險管理氣候變遷調適特別報告」,顯示過去 100 年全球平均溫度上升 0.74度,海平面高度升高,熱浪、乾旱及豪大雨等極端氣候發生的強度與頻率亦伴隨著增加;2013年同單位所發布之第五份氣候變遷評估報告(The Fifth Assessment Report, AR5),更以「極有可能」(extremely likely, >95%)的措辭,傳達近年全球持續暖化的現象,並指出人類活動是造成氣候改變與生態足跡攀升的主要因素,若無採取減碳行動,2100年全球均溫將攀升3.7℃至4.8℃。

2012年聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)發布「極端事件與災害風險管理氣候變遷調適特別報告」,顯示過去 100 年全球平均溫度上升 0.74度,海平面高度升高,熱浪、乾旱及豪大雨等極端氣候發生的強度與頻率亦伴隨著增加;2013年同單位所發布之第五份氣候變遷評估報告(The Fifth Assessment Report, AR5),更以「極有可能」(extremely likely, >95%)的措辭,傳達近年全球持續暖化的現象,並指出人類活動是造成氣候改變與生態足跡攀升的主要因素,若無採取減碳行動,2100年全球均溫將攀升3.7℃至4.8℃。

對於農業而言,2002年至2009年間由美國政府資助的氣候變遷科學計畫(The U.S. Climate Change Science Program, CCSP)成果顯示,若全球平均溫度由26.7度每上升1度,將造成大豆產量下降3.5%;同樣的,歐盟模擬2080年全球氣候上升5.4度的情境,將造成全球農業減產10%,對於持續成長的全球人口而言無疑是雪上加霜。我國位處高溫多濕的亞熱帶環境,更是氣候變遷影響的高風險區,對於以農立國的臺灣而言,更須未雨綢繆。

為了維持糧食及作物安全,具有環境控制能力的「設施農業」是面對全球氣候變遷挑戰的利器。有別於單純幫作物遮風擋雨的「溫室」結構建築,設施農業更強調以「作物」、「環境控制技術與生產設備」、「溫室設施(即溫室建築)」三大核心環環相扣的作物生產體系。

參考以精緻設施農業聞名的荷蘭與日本經驗,荷蘭透過深入的作物生理研究,以及高度自動化、標準化的生產體系,深耕如番茄、花卉等高產值經濟作物,取得斐然的市場佳績。然而,過於集中於特定作物的生產與研發,雖有助於相關作物生產體系的形成,但面臨競爭者挑戰時則有作物缺乏多樣性、產銷彈性不足的弱點;日本則以品種特殊性、產品精緻、客製化為其高價作物生產特色,但受限於一年內僅秋、冬約3到4個月的時間較適合農作物生長,因此過去多以「單季型溫室」為主,該類溫室面積小、溫控彈性較差,加以作物生產期短,故多以高成本的人力進行生產作業,機械化與自動化程度較低。

相較於位於溫帶的荷蘭與日本,我國地處氣溫、雨量等天然環境截然不同的亞熱帶地區,再加上獨特的地理區位與多樣的地形,造就了我國動、植物品種得以高度豐富化的天然條件,更是我國找尋、試驗作物品種的重大優勢;在技術面向上,我國農業擁有累積數十年的育種能力與全球數一數二的種苗數量,製造業則有領先全球的ICT、機械設備生產能力,若能藉由「設施農業」促進農業、工業強強聯手,將有助於創造農、工業及服務輸出的新出海口。

然而,設施農業中的「作物」、「環境控制技術與生產設備」、「溫室設施」等三大核心,在面對氣候變遷挑戰下,現階段仍有需要突破的研發課題。舉例來說,對於作物而言,隨著氣候條件或氣溫的變動,新的小型動物、病蟲害、作物病害等將隨之產生,因此如作物安全的確保、生物逆境的克服,以及減少化學藥劑使用等將是研發的關鍵;對於環控技術與生產設備來說,未來可能遭遇冬天愈冷、夏天愈熱,極端降雨或旱災等極端氣候情境頻繁、交替出現的狀況,對於植栽成長、育種、抗害等能力造成極大挑戰,溫室將需要具備對於環境變動、植物生長有更敏銳的監測能力,以及對溫、濕度變動有更大的調適能力;在溫室設施部分,除了更堅固、輕量化的建材研發外,需思考是否能以更先進的溫室設計與被覆材料開發,協助環境控制及作物生長。

設施農業的形成需要農業與製造業的跨業整合,如ICT環控、機械製造等製造業,以及如溫室建築的土木營建業,均需依據作物類型及需求,共同形塑最適當的生產條件。以下本文謹依前述課題提出初步可行之研發方向建言,期收拋磚引玉之效,並促進專業間的對話:

耐候節能型感測器:由於溫室溼度高、亦有耗能疑慮,可針對如作物生理、溫溼度、光量、光質、根系水、養液、微生物等項目進行相關感測器之研發,以朝自動化資料收集與設施農業管理目標邁進。

巨量資料建構與分析:為使設施農業能朝專業化、系統化發展,可藉由感測器收集並分析不同作物、品種、生長階段作物的生理特性資料、環境需求資料等,甚至擴大範圍至氣象變化對溫室環境及作物生長影響資料,甚至病蟲特性、市場調查等,以利產、銷效益的最大化。

新產品/新材料開發:如可依作物生長、病蟲防治需求調控波長之LED光源與塑膠被覆材料,進一步以設備協助環境控制與生產管理。

除了個別技術的研發之外,建議可優先以政府力量投資資源以建構具高整合度、高精密度、環境控制能力之實驗型、育種型溫室,精進前述各式大數據收集,並持續累積育種與作物生理掌握之能力及優勢;另一方面,對於環境或文化相近之亞洲潛在市場的掌握與了解,亦為重要的設施農業發展配套。對於產業發展而言,藉由市場需求的確認,設施農業將有助於生產者更精確估算產量與成本,以對抗氣候變遷,進一步達成農業的精緻化與客製化;此外,設施農業更是跨業系統整合輸出的良好標的,在國際氣候變遷調適的趨勢與需求下,亦有機會成為新政府新南向政策開展的優質觸媒,值得政府及業界深入研析與布局。

本文作者

陳志綸  資深產業分析師兼組長
領域:
簡歷:
曾參與「區域創新系統研究」、「產業園區發展規劃」、「地方產業發展策略」、「災害防治與管理」、「製造業與服務業系統整合」、「服務輸出與市場研究」、「能源科技發展策略」等行政院、經濟部、國發會、科技部、地方政府相關專案,並於任職期間主編「民國百年版─臺灣在地力研究資料庫」,目前負責「第二期能源國家型科技計畫能源科技策略小組之推動及管理計畫」之規劃與執行。國立臺灣大學地理環境資源研究所碩士,主修環境資源管理。
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