問題與目標
現今氣候改變,使全世界32%至39%作物產量受到影響。同時農業和畜牧業生產過程對溫室氣體 (greenhouse gas, GHG) 的排放亦佔全世界19%至29%。
以哥倫比亞地區為例,農業生產,如製造咖啡豆 (green bean) 過程會由咖啡果實 (coffee cherry) 產生大量脫殼果渣、或製造成紅砂糖時會產生蔗渣等廢棄作物纖維;而畜牧業中,畜養家禽與豬的過程會產生動物排泄物,無論農業或畜牧業生產皆會造成環境汙染(圖1)。
圖1 哥倫比亞農業(咖啡與甘蔗)與畜牧業(家禽與豬)生產管理與廢棄物轉換堆肥構想圖(圖片來源:參考文獻)
採取的改善作為
透過氣候智慧農業 (climate smart agriculture, CSA) 方法轉換咖啡生產過程及畜牧業的廢棄物,並利用生命週期評估 (life cycle assessment, LCA) 檢視CSA調整後的農業生產對環境GHG的排放、酸化及優養化的影響(圖2)。
而LCA是一種綜合性的評估方法,在農業可以評估作物從原料至栽培期結束,整個生長期對環境造成的影響。
圖2 生命週期評估氣候智慧農業 (life cycle assessment for climate smart agriculture, LCA4CSA) 概念圖(圖片來源:參考文獻)
成效
哥倫比亞地區五種類型農場的栽培制度包含咖啡與香蕉混作 (Coffee Banana, CB) 、咖啡與香蕉轉作 (Coffee Banana Transition, CBT) 、種植多樣的作物 (Diversified Crops, DC) 、種植多樣作物與飼養家禽 (Diversified Crops and Poultry, C&P)與種植多樣作物與飼養豬隻 (Crops and Husbandries, C&H) (圖3)。
分析上述5種CSA管理農場對各項環境衝擊的影響(圖4),接著再利用LCA評估5種類型的農場廢棄物經轉換成堆肥後對環境的衝擊(圖5)。
結果顯示,經CSA管理農場在C&P與C&H有較佳的環境適應能力(圖4);再將農業或畜牧業廢棄物製成堆肥有助於減少3-33% GHG的排放量,但在C&H中效果不明顯(圖5)。此外,將農業廢棄物轉換成堆肥會造成環境酸化與優養化,因此需要有效的控制堆肥的製造過程對於土壤的侵蝕。
圖3 哥倫比亞地區五種類型農場管理制度主要特徵結果(圖片來源:參考文獻)
圖4 哥倫比亞地區以CSA管理五種類型農場每年每公頃對環境影響的評估(顏色為指標值與標準值之間的接近程度,綠色表示最接近,橙色表示中間,紅色表示最遠)(圖片來源:參考文獻)
圖5 哥倫比亞地區以LCA評估5種類型農場有無堆肥轉換對氣候改變 (potential climate change) 、優養化 (terrestrial eutrophication) 與酸化 (acidification) 的影響。(含有農業廢棄物原之咖啡栽培baseline, T;農業廢棄物已轉換推肥compost, TC)(圖片來源:參考文獻)
名詞解釋
氣候變遷風險評估: 使用有效的評估工具來了解氣候變遷對各個領域的中長期衝擊,並提出相對應的調適策略與行動,以減低氣候變遷帶來的風險。
案例類型:
結構和物理性選項- 工程技術或是現有構造物的強化、綜合技術研發
社會性選項- 社區災害知識的學習與交流、警戒資訊的研發與運用
制度性選項- 經濟、政策與法律層面的制度建立
參考文獻
Acosta-Alba, I., Chia E., & Andrieu, N. (2019). The LCA4CSA framework: Using life cycle assessment to strengthen environmental sustainability analysis of climate smart agriculture options at farm and crop system levels. Agricultural Systems, 171, 155-170.https://ccafs.cgiar.org/publications/lca4csa-framework-using-life-cycle-assessment-strengthen-environmental-sustainability#.XPDQS4gzaUk.