一直以來「全球暖化（Global Warming）」對地球造成的影響，已經從過去廣義涵蓋各種氣候型態變化的「氣候變遷（Climate Change）」，演變成為威脅到生存的「氣候緊急（Climate Emergency）」狀態。而面對氣候變遷，越來越惡劣的環境考驗著世界各國如何應變，聯合國提出治理氣候變化的目標，地球變暖的上限定在氣溫比前工業化時代最多高1.5℃。科學家指出，要達到這個目標，前提是社會生活各個層面發生迅疾的、影響長遠的、前所未見的改變。本文將探討農業與氣候變遷的關聯性。
氣候變遷如何影響農業？
根據聯合國政府間氣候變遷委員會針對氣候變遷發表的第四次評估報告，過去 50 年越趨明顯的極端氣候極可能是因人類活動，包括農業、工業、能源、運輸等，增加溫室氣體排放所造成。
氣候變遷對於農業可能造成的衝擊，包括在熱帶與副熱帶氣候區之炎熱日數與熱浪發生頻率增加，導致產量減少；寒冷日數減少則使蟲害增加；熱帶氣旋、強降雨發生頻率增加造成作物受損、土壤沖蝕或積水導致耕作的限制；另乾旱發生頻率增加導致地力衰退、牲畜死亡、自然火災，而海平面上升則可能造成土壤與灌溉水質鹽鹼化等現象。這些衝擊程度在不同地區可能不同，但因耕地減少、地力衰退、水源缺乏或災害增加所造成之農產降低，意味的不僅僅是生產者端收益減少或消費者端價格上漲，而是國家層級的糧食安全問題，以及人類物種能否存續的危機。
農業的溫室氣體有哪些？
全球約 27% 的溫室氣體排放可歸因於農業、林業和其他土地利用 (Agriculture, Forestry, and Other Land Use, AFOLU)，這些皆為實現全球淨零排放同時保護糧食供應和其他土地資源的關鍵參與者。 農業產生的氣候污染物（包括二氧化碳、甲烷和一氧化二氮）與某些環境中的天然碳互相結合，為「農業淨零」帶來巨大挑戰。
農業活動具有排放三種不同溫室氣體的特殊性，每種溫室氣體都有自己的壽命和對大氣的影響，分別為：土壤管理不善和土地利用變化所產生的二氧化碳 (CO2)； 甲烷 (CH4) 則主要來自反芻動物的消化和糞便管理不善； 以及一氧化二氮 (N2O) 來自農業土壤的過量施肥。在農場管理上如果選擇單一項處理，通常會對所有氣體和其他環境方面產生連鎖反應。 例如，一位農民可能決定加強將二氧化碳封存到他們的草地中。
要達到這點，農民必須重新考慮他們的畜群規模，因此也會影響後續 CH4 排放、施肥計劃以及 N2O 排放和草料管理，更進一步決定如何土地利用，對 N2O 和 CO2 產生潛在影響。 事實上，碳和氮循環是耦合系統，單獨處理極可能會導致忽視潛在的正反饋和負反饋（positive and negative feedbacks)。 氣候 (climate) 與生物多樣性（biodiversity)、水資源管理 (water management) 或空氣污染 (air pollution) 等其他環境問題之間複雜的相互聯繫亦是如此。 因此，任何解決農場所引起的排放相關氣候治理決策都應該是系統性規劃的，並確保重新連接土地利用及其氣體產出的管理。（請見圖一）
圖一、農業中的溫室氣體排放，從一切照舊（左）到農業生態（右） 來源：歐洲環境局
大氣壽命如何影響農業達到淨零？
農業以及更廣泛的土地利用對於實現淨零經濟至關重要。 除非土地利用總體上吸收的溫室氣體多於產生的溫室氣體，否則幾乎不可能實現淨零排放的狀況。農業排放中的主要排放氣體一氧化二氮和甲烷為利，兩者的大氣壽命分別為約一個世紀以及約需十年。這轉換時間並非短期就能達成，人類必須了解，想完全淨零就需要長期改善。
大氣壽命（atmosphere lifetimes）是指物種從排放源產生到經化學反應或沉降去除，中間有一段在大氣中停留的過程。將其定義某物種在進入大氣後到被清除之前在大氣中停留的平均時間（經化學轉化為其他物種算作被清除）為該物種的大氣壽命，也稱停留時間。而根據大氣組分停留時間的長短，可將其劃分為三類。對於氮氣和稀有氣體來說，由於化學性質非常穩定，壽命可長達幾百至幾千萬年，通常稱非循環氣體。第二類氣體如二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等在大氣中的停留時間為幾年到上百年，稱為可變化組。第三類主要包括一氧化碳、NOx、氨氣、二氧化硫、硫化氫、有機碳氫化合物和氣溶膠粒子等。這類組分的停留時間一般都小於1年，通常為幾天至一個星期，成為高度變化組。甲烷在農業是特別值得關注的問題，雖然它的壽命很短，但容易對環境造成重大損害，因畜牧排放的廢氣所產生的甲烷比二氧化碳所造成的傷害高達 34 倍。
目前為阻止不斷加劇的全球變暖而提出的「淨零排放」要求，主要是針對二氧化碳，因為每次二氧化碳排放都會對氣候產生如此持久的影響。 對於其他壽命較短的氣體，沒有這樣的絕對要求：可以在持續排放的情況下保持溫度穩定。因此，一旦建立如何實現 CO2 淨零排放的途徑後，僅需將甲烷從當前水平略微減少（每年約 0.3%），即可以實現全球溫度穩定。
農業如果想要淨零就必須解決多種溫室氣體：如機械和能源利用，以及密集人工肥料生產所產生的二氧化碳，化肥、糞肥和水稻生產產生的一氧化二氮，以及反芻動物和水稻生產產生的甲烷。 轉向綠色能源和加強捕獲碳，兩者是減少碳排放的途徑，同時，農業還必須改變土地使用的方法，限制威脅生物多樣性和破壞性森林砍伐所減少的碳儲存。
植樹造林，創造綠色環境
農業不僅有能力減少排放，還可以通過農田和森林中現有的碳儲存機制抵消持續排放。 保護具有高碳捕獲潛力的現有森林，以及植樹造林，種植更多樹木以增加天然溫室氣體清除過程，是低碳未來可持續土地利用的兩種策略。 「免耕（no-till)」農業還可以防止種植過程中釋放二氧化碳，因為土壤不受干擾。
農林業可以通過增加地上和地下生物量以及土壤有機碳中的碳儲存量來降低或消除大量溫室氣體。 將農林業納入種植和牲畜飼養系統可以顯著提高碳吸存量（carbon sequestration)。而結合樹木、牲畜（牛、綿羊和山羊等反芻動物）和放牧的森林牧場系統也可以通過生物質和土壤吸存碳。
低碳農業技術是什麼？
建立在地再生能源設施，讓農場本身既可以減少對重排放燃料的依賴，又可以促進自身的能源獨立性。 生質能源作物（bioenergy crops）的能源主要來自農作物而非化石燃料，同時為農場提供一種能源替代品，能供農場就地使用或出售給第三方，但這也會對土地使用上造成競爭。 政府對綠色能源項目的補貼可以鼓勵推動農業向低碳未來轉型，但需要有仔細的措施配套才能真的轉型。
道理都懂，但為什麼要推廣「淨零農業（net zero farming）」？
從長遠來看，推廣「淨零農業」能提高農業生產力亦可以為農民節省能源、資源和金錢。現在實施氣候適應計劃（climate adaptation plan）可以提高農場的恢復力，讓農民為氣候變遷做好準備。農民也可以通過淨零農業所組織的工會，參與以及確保將工人的利益納入淨零農業政策。而創造「淨零農場」將使依賴這些食物來源的其他部門（餐館、雜貨店等）也能實現淨零排放。
推廣生態農業將重新定義人們所謂的「糧食」以及「農業」
工業化之後各國農業所產出的產糧比以往任何時候都多，遠超出地球的需求量。 然而，仍有 8.2 億人長期遭受飢餓和營養不良。 生態農業 (Agroecology) 有可能通過一些系統性的方法及解決農業的生物複雜性來扭轉這些趨勢。 糧農組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations, 簡稱 FAO）將生態農業定義為「應用生態概念和原則優化植物、動物、人類和環境之間的相互作用」的實踐。 它並非是一個特定的生產系統，而是一種依賴並最大限度地利用生態過程來支持生產系統的方法； 它是一種全面思考農學、生態學和生物學的方法。
生態農業能有效解決因食物所引發的無數氣候和環境問題。 在推廣生態農業的未來，人們自然會吃得更健康，人們可以吃更多的水果、蔬菜和豆類，少吃肉類、海鮮、雞蛋和奶製品。 這可以讓我們同時應付環境退化和飲食相關的疾病負擔。透過保護人類賴以生產糧食的自然資本，推廣生態農業轉型將極大地改善人們的長期糧食安全。 歐洲環境局（European Environmental Bureau, EEB）之前就已經大幅推廣生態農業並表明，歐洲人完全能以生態農業養活自己，前提是他們必須選擇轉向更健康、更多以植物為基礎的飲食。
4 大關鍵領域推動農產業以及土地利用的淨零政策
農產業可以採取許多步驟來幫助其過渡到淨零排放，但由於產業政策多為分散，必須制定一些獎勵辦法來激勵農民這樣做。 由於不同的氣候需要不同的解決方案來實現這一目標，因此必須根據國家/地區去製定這些政策。氣候變化委員會（Commitee on Climate Change） 2020 年土地利用報告曾列出四個關鍵領域：
實踐低碳農業：通過採用現有的環境管理規則、新立法來捕獲額外的排放源和使用公共資金來激勵採用超出新監管基準的做法。
林業和農林業（forestry and agro-forestry）：關鍵機制應以建立碳交易計劃或拍賣合同，以吸引私營部門投資，透過對排放溫室氣體的行業徵稅來籌集資金。 這些方案必須明確避免重複計。 林地碳代碼已經存在，用於監控、報告和驗證碳節省。除此之外，還應使用公共資金來鼓勵植樹造林的非碳效益。 在無法通過上述主要機制進行植樹的農場植樹可能也需要給予公共資金。
泥炭地修復（peatland restoration）：禁止破壞性的做法，例如燃燒和泥炭提取，同時要求自來水公司其所有權下的高地泥炭土地改良，以及具有特殊科學價值地點內的泥炭地所有者，禁止對園藝區銷售泥炭。公開資助低地泥炭改良及實施永續管理。 隨著碳查核機制《泥炭地規範》的不斷發展，碳收益最終可能會由私營部門支付。
推廣生質能源作物 （bioenergy crops)：政策上可以通過碳定價提供更大的確定性，例如，以長期供應合同的保證為基礎。快速生長的能源作物可以快速提供重要的燃料生物質原料來源。 在這十年中，政府政策應協助過渡到使用生物質（包括能源作物）作為碳、捕獲和封存 (Carbon, Capture and Storage, CCS) 的燃料，而不是在沒獲得 CCS 的情況下為建築物供暖和發電。
參考資料：
1. https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg3/agriculture-forestry-and-other-land-use-afolu/
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.15342
3. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ab6d7e/meta
4. https://www.fao.org/publications/sofi/en/
5. https://www.ipcc.ch/2019/#:~:text=The%20IPCC%20Special%20Report%20on,in%20the%202015%20Paris%20Agreement.
6. https://netzeroclimate.org/sectors/agriculture/
7. https://eeb.org/library/beyond-net-zero-emission-in-agriculture/
8. https://publications.iadb.org/en/options-achieve-net-zero-emissions-agriculture-and-land-use-changes-latin-america-and-caribbean
9. https://www.coa.gov.tw/ws.php?id=2447676#:~:text=%E8%BE%B2%E6%A5%AD%E7%9A%84%E6%BA%AB%E5%AE%A4%E6%B0%A3%E9%AB%94%E6%8E%92%E6%94%BE,%E6%8E%92%E6%8E%AA%E6%96%BD%E5%A6%82%E9%99%84%E8%A1%A8%E3%80%82
©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因線上版權所有 未經授權不得轉載。合作請聯繫：service@geneonlineasia.com
