問題與目標
在LIFE AgriAdapt項目的框架中，超過120個試驗農場正在測試永續性的調適策略，以增強農場對氣候變遷之調適能力、減少溫室氣體排放並提高農場競爭力。其中一個試驗農場位於德國巴登-符騰堡州(Baden-Württemberg)海爾布隆(Heilbronn)的丘陵地區，海拔海拔120-250 m。該地區80％的土壤是高蓄水能力的壤質粘土(loamy clay)。試驗地點年平均氣溫約10°C，年平均雨量約為720毫米(1987-2016年)，主要種植的農作物是馬鈴薯與甜菜。
然而春季、夏季乾旱以及春季強降雨之類的極端天氣增加，衝擊該區域之農產業，導致作物產量差異懸殊，更有喪失作物生產力之風險，迫切需要採取有效的策略，以穩定農作物的產量並生產高質量之農作物。為了應對環境變化，農場正在實施不同的作物管理措施，尤其是改善土壤結構。確實，良好的土壤結構對於增加土壤的儲水量，減少侵蝕，增強土壤生物量和增加農作物的養分供應至關重要，這有助於克服影響農場的環境變化、氣候變遷之挑戰。
AgriAdapt評估ETHZürich(大氣與氣候科學研究所)針對SRES A1B情境開發的氣候模擬成果，推估未來30年內丘陵該地區農場之脆弱性。結果顯示在接下來的30年中，溫度在25°C以上的天數預計將從每年的25天增加到38天。夏季，特別是七月和八月，可用水資源量將減少(可用水資源量=降水量-蒸發散量)。這意味著通過降水進入系統之水資源量將減少，而預計會有更多的水資源通過蒸發散作用離開系統，進而影響穀物之產量。
根據推估成果，預計在不久的將來(未來30年)，從5月到8月的熱帶天數(最高溫度高於30ºC)的數量將增加約27％。這可能會中斷馬鈴薯的塊莖生長，導致對灌溉水資源之更大依賴性以及農作物之質量下降。此外，收割期間之乾旱事件會導致土壤因乾燥而形成堅硬的土壤團簇，從而損壞馬鈴薯皮。在生長期(春季末)，強降水增加還會使塊莖暴露於太陽輻射下而損害馬鈴薯。儘管每年的平均溫度在升高，但根據AgriAdapt脆弱性評估，當馬鈴薯植株處於幼年期時，4月後期霜凍的風險略高。溫度低於-4°C的兩天或更長時間可能會導致馬鈴薯葉片死亡，並因此導致發育延遲。冬季油菜籽還將受熱浪與乾旱之衝擊，特別是在最敏感的開花和成熟階段發生極端事件，可能導致種子油含量降低和較早成熟而減產。最後，秋季和冬季預期變暖的條件可能導致雜草，昆蟲和病原體侵染的風險增加。
採取的改善作為
根據脆弱性評估，選擇了適合之調適措施在農場中實施，重點是改善土壤結構，以應對氣候變遷之挑戰。良好的土壤結構，具有活躍而多樣的土壤生態還可以：
- 提高入滲率，吸收降雨並將其儲存更長時間的能力
- 避免營養損失
- 減少風或水之侵蝕
為了實現這一目標，農場使用了15種不同物種(例如耕地蘿蔔、三葉草、豌豆、芥末等)。這些物種在根系發育時期，根系分泌物有助於提升多種病蟲害的抗性和補充不同營養成分。而不同植物的根系能夠吸收不同深度的土壤養分，而在收穫農作物時將養分釋放到上層。捕獲的農作物混合物中的豆類物種(豌豆，三葉草等)可與細菌共生，從而將土壤中的氮固定，而蕓苔屬物種(例如蘿蔔或芥菜等)收割時釋放出來的硫代葡萄糖苷可減少真菌病和線蟲侵襲的風險。此外，混合物中物種的高度多樣性使農民能夠打破蟲害循環並減少土壤侵蝕。
為減少水土流失採取措施限耕作施，如在丘陵地帶坡度較陡處減少耕作。此外，拖拉機和其他農業機械的輪胎壓力亦須調整以保持土壤的良好結構。馬鈴薯播種後，也要在行間播種小麥，以避免在強降雨時沖走土壤。除了改善土壤結構外，亦採取其他措施，如納入更能適應氣候變遷之新品種。例如，在萊茵河平原，三葉草被具有更深的生根能力、更耐旱之苜蓿草代替。為了避免八月的仲夏高溫，培育了較早成熟的新小麥品種，該品種即使在乾燥條件下也具有很高的單產潛力，而其長芒可以保護植物免受熱浪侵襲。在溫暖的條件下會繁盛之大豆，也被廣泛種植在萊茵平原上。
播種日期也隨溫度的升高而調整：秋季播種的目的是降低植物對可能是病原體媒介的害蟲如蚜蟲和蟬的敏感性；早春播種可以避免夏季高溫乾旱。在特別炎熱的日子裡，農民進行補充灌溉避免塊莖過熱。此外，藻類產品用於改善農場主要種植作物的生根。
在該項目內，將進行新的氣候風險評估，以監測已實施適應措施的績效和效率。此外，還定期檢查農民的產量和反饋，以驗證這些措施的預期收益。
成效
預期已實施的措施將：
對實施措施的預期收益進行監控的過程需要與農民建立長期聯繫，從而能夠在項目生命週期內檢查反饋並評估產量。
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
可供臺灣參考之處
參考文獻
參考網址
- https://agriadapt.eu/.
- https://climate-adapt.eea.europa.eu/metadata/case-studies/improving-soil-structure-of-an-arable-crop-farm-in-the-district-of-heilbronn-germany.
附件
延伸閱讀