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環境與糧食專題(二):因應極端氣候下的糧食增產 農田水利扮演關鍵

農業是看天吃飯的產業,但氣候變遷帶來的洪水或旱災,衝擊糧食安全問題。這也促使台灣思考過去的休耕政策。學者專家指出,水稻田恢復生產,不但能提升糧食自主,同時具有調節氣候與節約能源的功效
 
 
 

新聞報導

談到糧食安全,不可不談論水資源的重要性,尤其農田水利設施完善與否,關切糧食產量能否提升。臺灣的糧食自給率低,根據農委會民國101年統計,僅達32.7%。這個問題看似可以進口糧食的方式滿足國內需求,但近年受到全球氣候極端變遷的影響,屢屢傳出水旱災衝擊大宗作物產區,都導致糧食市場失調及糧食價格上漲,這時糧食自給率低的國家,很容易受到輸入性通貨膨脹的影響,產生社會動亂。

根據聯合國糧農組織FAO的評估,2025年世界糧食需求量將高過供應量。面對未來全球性的糧食短缺及可靠水資源匱乏的嚴重困境,在國際上已有多國,如新加坡、韓國、日本,甚至中國大陸等,已向第三世界(他國)尋求租借新農地的開發方案,甚至已進入實質的開發建設階段,來對應2025年即將來臨的國際糧荒之衝擊。

到第三世界圈地種糧,固然是一種維持糧食自給的供應管道,卻也有公平正義的爭議,尤其糧食經過長途運輸所製造的碳排放更是驚人。對臺灣而言,掌握國內安全存糧的方式,不能一昧依賴進口,如何善用國內休耕農地恢復生產,提升糧食自主供應能力,顯得重要,而農田水利建設,更是關鍵。

臺灣的年平均降雨量高達2,650mm/年,遠比世界的年平均降雨量650mm/年高出甚多,不過大部份屬短時間的集中豪雨,容易引發洪澇災害。這些未善加利用的洪水大部分直接排到外海,高達水資源的78%,剩下的22%儲存於目前僅有的水庫與其他水利設施,供作民生、農業與工業用水。這導致臺灣不但時常要上演工業與農業搶水大戰,若遇缺水,水田一定被迫率先休耕。

每當檢討臺灣水資源利用問題,水利專家經常拿「農業用水佔臺灣水資源利用量的七成」,來抨擊農業生產過度浪費臺灣水資源,經濟產值低。事實上,農業生產固然產值低,但其維護環境與可供循環利用的價值卻經常被忽略。

舉例來說,農委會曾委託臺灣大學研究指出,水稻田對於調節氣候與節約能源其實有相當大的功效,水稻田休耕蓄水具有冷氣機的冷房效果。
根據衛星影像分析之地表溫度結果顯示,水稻田較區域平均溫度低 3℃,與都會區差異更高達7℃,每公頃水稻田相當於2,600部家用冷氣機的冷房效果,因此,水田對於區域溫度之調節效益極為顯著。

此外,由於水田耕作時田區長時間湛水,成為涵養地下水之最佳途徑,估算全省地下水補注量每年可達20億立方公尺,相當於6座翡翠水庫之有效蓄水容量(翡翠水庫有效蓄水容量為3.4億立方公尺),降低沿海地區地下水超抽問題,有助於緩和地層持續下陷惡化。

臺灣糧食自給率不高,處在這種旱澇對比強烈的水文環境下,對於農地與水利設施的規劃,應有前瞻性的準備,除了思考如何充分發揮與健全水田的生產功能,對其他適宜農業發展的緩丘、河床地及沿海的砂丘地,如何在兼顧環境負載力與糧食增產的情況下,善加利用,便顯得重要。

臺大生物環境系統工程學系名譽教授甘俊二指出,水稻田對於糧食供應扮演著重要角色。目前全世界約有1.5億公頃的水稻田,每年可供應5.5億到6億噸的稻米,平均單位面積產量約每公頃3.7噸到4噸之間。依據國際稻米研究所(IRRI)於1984年依照稻米生產環境中水分的多寡所劃分的四大系統,包括灌溉稻、看天田、旱稻及深水稻,其中以灌溉稻為主,全球75%的稻米均由灌溉稻所生產,面積約佔全球稻作面積的55%,多數集中於東亞地區(43%),平均公頃產量約為3至9噸。

甘俊二表示,同樣位於水稻文化圈的臺灣與日本,均位在東亞不穩定季風氣候區域。在長期降雨不均及水文兩極化的條件下,2010年日本即有利用­「水田水庫計畫」來應付暴雨的案例,而國際組織透過水稻強化栽培體系(System of Rice Intensification,SRI)的方式,善用高原地區珍貴的水資源,成功在阿富汗極端乾冷的高山區成功種植水稻,都在在說明透過適當的水利工程善用水資源,都可以降低極端氣候對於糧食生產的衝擊。

甘俊二表示,臺灣目前可耕地約有825,947公頃,其中具備完整的灌溉農田為382,905公頃,約佔46.4%,尚有443,042公頃(53.6%)的宜農地,尚未具備穩定產量的灌溉設施。依目前豐枯兩極化的氣候變遷態勢,以及臺灣必須從自己國土尋求提升糧食自給率的情況下。要如何提升這另外53.6%宜農地的灌溉設施,是臺灣未來持續推動農田水利建設的重點,也是扮演提升糧食自給率的重要角色。
 
新聞中的環境科學知識

 一般人可能會以為,稻田是因為田中的水能夠吸收熱而產生氣候調節作用,但根據生物環境及農業學者研究,水田發揮調節作用實際上涉及的是水稻與水分之間的作用關係。根據研究水稻田會影響區域氣候,可分為兩部分說明。第一,水稻根部從土壤中吸收水分及養分,使水分得以從下往上流。在蒸散的過程當中,為了要把水分變成水蒸氣,必須帶走蒸發的潛熱,因而能夠降低水稻田本身之溫度,使之不致因溫度過高而死亡,同時也使得水稻田得以釋放之可感熱減小,使該區域的氣溫不至於逐漸升高;

另一方面,田區得以透過水分蒸發而消耗潛熱,使水溫降低,減低由水面釋放至空氣中的可感熱,亦可達到減緩氣溫升高之效果。若照射至地表與水稻田之太陽輻射,與地面水稻所釋出及消耗之熱量達到平衡時,即可計算上空至地表之溫濕度分布,並利用水稻田所消耗之蒸發散潛熱流及釋出之可感熱,簡易評估水稻田在夏季具有之冷卻效果及冬季之暖氣效果。由此,政府應鼓勵農民於休耕之水稻田中進行蓄水,以調節氣候,降低該區域的平均溫度,進而影響水田區域之生態系統。另外,政府應提出相關政策,鼓勵農民應利用水稻田休耕期間種植綠肥,此舉亦可讓土壤肥沃,進而讓周邊動植物得以棲息。更進一步,運用台灣廣大的水稻田、圳道與埤塘,農民若能於豐水期時將大量淡水引入保存,可達到調節區域氣候、調洪與補注地下水等效應。

從氣候變遷的角度來說,稻米是糧食安全的戰略物資,縱然國人對米食的需求量降低,政府仍應補助農民多務農,才得以維持足夠的稻米產量。政策上,政府應降低氣候變遷對台灣農業所造成的風險程度至可因應之範圍內,如調整省能源、低污染,並擴大農業碳匯功能(即減少空氣中二氧化碳量的機制)的運銷機制;再者,藉由發展新興生質能源、供應環保綠色消費,以及整合推動創新節能、健康安全的綠金農業,創造農業新商機、增加就業。更重要的是,政府應評估推廣農漁村面對氣候變遷的知識體系,以提高農漁民之風險警覺。最後,透過國際合作,鼓勵能耐極端氣候之新品種培育,並改善栽植環境與技術,以提升農作物適應各種極端氣候之能力。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─環境科學傳播與新聞產製」執行團隊編譯)
 
責任編輯:張春炎|卓越新聞獎基金會
校編:王俊豪|國立臺灣大學生物產業傳播暨發展系
審校:邱家宜|卓越新聞獎基金會
 

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