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若大禹再世(三):生態工法 做法到底有哪些?

陳妤寧
・2014/12/20 ・2686字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 544 ・八年級

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採訪編輯 / 陳妤寧

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

台北科技大學土木與防災研究所林鎮洋教授(圖片來源:作者自攝)
台北科技大學土木與防災研究所林鎮洋教授(圖片來源:作者自攝)

為了因應各種情況的水災,河溪在平日也需要「保養」;如果說上游的主角是森林保土、下游的角色是溼地和滯洪池,那麼中游的守備範圍,就是以河道和河岸經營為重的野溪生態工法了。當土木這個千年老行業,面對加入「生態」考量的訴求,會出現什麼具體的可行作法?

台北科技大學土木與防災研究所的林鎮洋教授說,土木是一門古老的行業,而「安全」是歷史以來的第一考量。當人們開始重新省思環境保護對於工程的重要性,以生態和永續為目標的工程理念因運而生。然而,究竟應稱之為生態工法、永續工程或是其他名詞並不重要。「重點是真的有做出保護生態的成果,不論是用創新工法或是傳統工法,甚至設計者自己也不知道怎麼稱呼的工法也無所謂。名詞的創造,只是為了更便利地推廣概念。」

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生態工程企圖同時在安全和生態之間獲得雙贏,那麼在實際案例中有哪些作法呢?

護岸工程,保護河岸減少侵蝕

野溪生態工法的切入點眾多,美國佛蒙特州的鱒河治理計畫,強調事前完善而長期的調查,調查最好期滿一年,以獲取四季完整的生態變化資料,並需選定最能代表「理想型」條件的參考區段(reference site)。從河道內部到河道兩岸,分別需要考慮如何營造友善動物的環境、如何利用植生加強動物生活的空間、這些設計又如何反過來加固對人身安全的保障。例如建造攔河堰維護有利魚蝦生存的河水深度、在河道兩岸的護岸加入植根及石頭作為材料,則可加強邊坡的穩固性。

「護岸」是土木工程中可以容納多種生態考量的一個例子。護岸是保護河岸減少流水衝擊的保護構造。過去的護岸工法以安全為最高、也是唯一考量,如今從材料、結構到植生配置,護岸出現了各種更為生態導向的設計。例如就地取材、使用現地的巨石與礫石,或著以格框工法為基礎,上層填植生土袋,下層堆疊卵石,在結構縫隙中噴植抓土性強的草花種子、蔓藤植物或具有軟枝條之喬灌木,達成保護河床減少沖刷的目的。而以筐、籠、拋石等材料製造多孔隙的空間,也較有利生物生存。

多孔隙營造對水生生物友善的土木空間

多孔的堤防材質對棲息水岸的生物較為友善,而不會如RC(鋼筋混凝土)一般阻擋生物遷徙,或是因表面高溫而不利爬蟲攀附。林教授舉例:「如果因為做了護岸工程,而使原本可以爬過去的樹蛙現在沒辦法再跟他的女朋友見面,那麼原本的生態鏈就被破壞了。」而河床之中其實也有近自然施作的空間,倘若封底石塊因水泥膠節均勻,而無法使地下水在無降雨時滲透入溪,魚蝦失去可供存活的基本水流量。而溪床若缺乏孔隙和大石塊,魚蝦易被水流沖走。以「拋石」或「堆砌石」營造出的多孔隙護岸和河道,讓生物更好避難、休息、繁衍。

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其他直接幫助生態的工程嘗試之中,「魚道」是一個經典的解說例子:在水流湍急的急陡地方安設迂迴水路,提供水生動物可順利遷徙或隱藏的適當流速通道。「湍瀨」的設計則相反,目的在於營造淺湍環境,增加水域環境和生物樣態的多樣性。又或著利用現有溪床地形,營造比較深的「深潭」環境,例如雪霸國家公園七家灣溪的櫻花鉤吻鮭,即是因為習慣居住的水潭區受到了泥沙淤積,深度和廣度都受到限制,而傷害了原本櫻花鉤吻鮭住習慣了的地方。

植生營造間接保護動物

台北市內湖的大溝溪,為了和既有的都市開發配合,特別強調結合現有自然條件和人為設施,例如登山步道等遊憩地點,提供都市居民適當的親水空間。相反地,在距離都市人口聚集處較遙遠的野溪工程,不妨嘗試採用放任原則,在營造基本植生環境之後,交由自然力量進行演替,達成生態中的動平衡。例如利用水芙蓉進行水生植物淨化工法,讓植物「主動」淨化水質。堤岸的植生工程除了綠化美觀的效果之外,其實有策略的培養原生種、或是多層次地栽種高低不同的植物,也較有利於生物的多樣性發展。而水岸植物蔽蔭程度會影響水溫高低、落葉情形會影響食物鏈之基礎,凡此種種,岸上岸下的生態是唇齒相依的。

林教授表示,生態工法未必限定使用何種特定材質的工程素材,許多時候,就地取材、不做多餘的搬運和浪費,就是最符合生態永續的工法。最重要的是在整體規劃階段就開始考量生態,生態工法無標準答案,例如蛇籠可能在A地是個因地制宜充分發揮護岸功效的生態工法模範生,到了B地的礫石地基卻會成為淮橘為枳、破壞環境的傳統工法壞寶寶。這也是為何一般大眾接觸到的生態工法觀念,只有停留在最上位的理念宣導,因為實際的作法之間可能有極大的差異。另一個難題是,當鋼筋混凝土勢必比生態工法的自然取材來得堅固耐久時,公民應如何思考和選擇?我們能夠承載大自然多大強度的破壞力?人類是否應該追求無堅不摧的工程建設?或著接受「此等地區不宜人居」的現實?

林教授強調,台灣人的教育之中,生態和工程兩個學門仍易傾向於各擁山頭、跨界溝通仍如同隔層膜。但他數十年前到德國參訪時,便驚訝的發現德國人是將生態思維融入工程學科之中,生態工程亦非跨部會開會、而是不同專業在同部門之下「同吃同住同勞作」,在日常生活中交流彼此的觀念。「夏禹治水、西門豹引漳利農、漢王導運、詹天佑完築京張、十大建設帶動經貿、高鐵興建……」林教授如數家珍的提出一串歷史上的水利和土木工程是如何和文明的發展密不可分,土木工程在未來應自詡為永續工程師,而非消極的環境破壞者。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

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本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

 

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陳妤寧
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伺服器過熱危機!液冷與 3D VC 技術如何拯救高效運算?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/11 ・3194字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 高柏科技 合作,泛科學企劃執行。

當我們談論能擊敗輝達(NVIDIA)、Google、微軟,甚至是 Meta 的存在,究竟是什麼?答案或許並非更強大的 AI,也不是更高速的晶片,而是你看不見、卻能瞬間讓伺服器崩潰的「熱」。

 2024 年底至 2025 年初,搭載 Blackwell 晶片的輝達伺服器接連遭遇過熱危機,傳聞 Meta、Google、微軟的訂單也因此受到影響。儘管輝達已經透過調整機櫃設計來解決問題,但這場「科技 vs. 熱」的對決,才剛剛開始。 

不僅僅是輝達,微軟甚至嘗試將伺服器完全埋入海水中,希望藉由洋流降溫;而更激進的做法,則是直接將伺服器浸泡在冷卻液中,來一場「浸沒式冷卻」的實驗。

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但這些方法真的有效嗎?安全嗎?從大型數據中心到你手上的手機,散熱已經成為科技業最棘手的難題。本文將帶各位跟著全球散熱專家 高柏科技,一同看看如何用科學破解這場高溫危機!

運算=發熱?為何電腦必然會發熱?

為什麼電腦在運算時溫度會升高呢? 圖/unsplash

這並非新問題,1961年物理學家蘭道爾在任職於IBM時,就提出了「蘭道爾原理」(Landauer Principle),他根據熱力學提出,當進行計算或訊息處理時,即便是理論上最有效率的電腦,還是會產生某些形式的能量損耗。因為在計算時只要有訊息流失,系統的熵就會上升,而隨著熵的增加,也會產生熱能。

換句話說,當計算是不可逆的時候,就像產品無法回收再利用,而是進到垃圾場燒掉一樣,會產生許多廢熱。

要解決問題,得用科學方法。在一個系統中,我們通常以「熱設計功耗」(TDP,Thermal Design Power)來衡量電子元件在正常運行條件下產生的熱量。一般來說,TDP 指的是一個處理器或晶片運作時可能會產生的最大熱量,通常以瓦特(W)為單位。也就是說,TDP 應該作為這個系統散熱的最低標準。每個廠商都會公布自家產品的 TDP,例如AMD的CPU 9950X,TDP是170W,GeForce RTX 5090則高達575W,伺服器用的晶片,則可能動輒千瓦以上。

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散熱不僅是AI伺服器的問題,電動車、儲能設備、甚至低軌衛星,都需要高效散熱技術,這正是高柏科技的專長。

「導熱介面材料(TIM)」:提升散熱效率的關鍵角色

在電腦世界裡,散熱的關鍵就是把熱量「交給」導熱效率高的材料,而這個角色通常是金屬散熱片。但散熱並不是簡單地把金屬片貼在晶片上就能搞定。

現實中,晶片表面和散熱片之間並不會完美貼合,表面多少會有細微間隙,而這些縫隙如果藏了空氣,就會變成「隔熱層」,阻礙熱傳導。

為了解決這個問題,需要一種關鍵材料,導熱介面材料(TIM,Thermal Interface Material)。它的任務就是填補這些縫隙,讓熱可以更加順暢傳遞出去。可以把TIM想像成散熱高速公路的「匝道」,即使主線有再多車道,如果匝道堵住了,車流還是無法順利進入高速公路。同樣地,如果 TIM 的導熱效果不好,熱量就會卡在晶片與散熱片之間,導致散熱效率下降。

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那麼,要怎麼提升 TIM 的效能呢?很直覺的做法是增加導熱金屬粉的比例。目前最常見且穩定的選擇是氧化鋅或氧化鋁,若要更高效的散熱材料,則有氮化鋁、六方氮化硼、立方氮化硼等更高級的選項。

典型的 TIM 是由兩個成分組成:高導熱粉末(如金屬或陶瓷粉末)與聚合物基質。大部分散熱膏的特點是流動性好,盡可能地貼合表面、填補縫隙。但也因為太「軟」了,受熱受力後容易向外「溢流」。或是造成基質和熱源過分接觸,高分子在高溫下發生熱裂解。這也是為什麼有些導熱膏使用一段時間後,會出現乾裂或表面變硬。

為了解決這個問題,高柏科技推出了凝膠狀的「導熱凝膠」,說是凝膠,但感覺起來更像黏土。保留了可塑性、但更有彈性、更像固體。因此不容易被擠壓成超薄,比較不會熱裂解、壽命也比較長。

OK,到這裡,「匝道」的問題解決了,接下來的問題是:這條散熱高速公路該怎麼設計?你會選擇氣冷、水冷,還是更先進的浸沒式散熱呢?

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液冷與 3D VC 散熱技術:未來高效散熱方案解析

除了風扇之外,目前還有哪些方法可以幫助電腦快速散熱呢?圖/unsplash

傳統的散熱方式是透過風扇帶動空氣經過散熱片來移除熱量,也就是所謂的「氣冷」。但單純的氣冷已經達到散熱效率的極限,因此現在的散熱技術有兩大發展方向。

其中一個方向是液冷,熱量在經過 TIM 後進入水冷頭,水冷頭內的不斷流動的液體能迅速帶走熱量。這種散熱方式效率好,且增加的體積不大。唯一需要注意的是,萬一元件損壞,可能會因為漏液而損害其他元件,且系統的成本較高。如果你對成本有顧慮,可以考慮另一種方案,「3D VC」。

3D VC 的原理很像是氣冷加液冷的結合。3D VC 顧名思義,就是把均溫板層層疊起來,變成3D結構。雖然均溫板長得也像是一塊金屬板,原理其實跟散熱片不太一樣。如果看英文原文的「Vapor Chamber」,直接翻譯是「蒸氣腔室」。

在均溫板中,會放入容易汽化的工作流體,當流體在熱源處吸收熱量後就會汽化,當熱量被帶走,汽化的流體會被冷卻成液體並回流。這種利用液體、氣體兩種不同狀態進行熱交換的方法,最大的特點是:導熱速度甚至比金屬的熱傳導還要更快、熱量的分配也更均勻,不會有熱都聚集在入口(熱源處)的情況,能更有效降溫。

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整個 3DVC 的設計,是包含垂直的熱導管和水平均溫板的 3D 結構。熱導管和均溫板都是採用氣、液兩向轉換的方式傳遞熱量。導熱管是電梯,能快速把散熱工作帶到每一層。均溫板再接手將所有熱量消化掉。最後當空氣通過 3DVC,就能用最高的效率帶走熱量。3DVC 跟水冷最大的差異是,工作流體移動的過程經過設計,因此不用插電,成本僅有水冷的十分之一。但相對的,因為是被動式散熱,其散熱模組的體積相對水冷會更大。

從 TIM 到 3D VC,高柏科技一直致力於不斷創新,並多次獲得國際專利。為了進一步提升 3D VC 的散熱效率並縮小模組體積,高柏科技開發了6項專利技術,涵蓋系統設計、材料改良及結構技術等方面。經過設計強化後,均溫板不僅保有高導熱性,還增強了結構強度,顯著提升均溫速度及耐用性。

隨著散熱技術不斷進步,有人提出將整個晶片組或伺服器浸泡在冷卻液中的「浸沒式冷卻」技術,將主機板和零件完全泡在不導電的特殊液體中,許多冷卻液會選擇沸點較低的物質,因此就像均溫板一樣,可以透過汽化來吸收掉大量的熱,形成泡泡向上浮,達到快速散熱的效果。

然而,因為水會導電,因此替代方案之一是氟化物。雖然效率差了一些,但至少可以用。然而氟化物的生產或廢棄時,很容易產生全氟/多氟烷基物質 PFAS,這是一種永久污染物,會對環境產生長時間影響。目前各家廠商都還在試驗新的冷卻液,例如礦物油、其他油品,又或是在既有的液體中添加奈米碳管等特殊材質。

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另外,把整個主機都泡在液體裡面的散熱邏輯也與原本的方式大相逕庭。如何重新設計液體對流的路線、如何讓氣泡可以順利上浮、甚至是研究氣泡的出現會不會影響元件壽命等等,都還需要時間來驗證。

高柏科技目前已將自家產品提供給各大廠商進行相容性驗證,相信很快就能推出更強大的散熱模組。

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先別管「鮭魚之亂」了,關於鮭魚你又知多少?
TingWei
・2021/03/31 ・4900字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 513 ・六年級

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前陣子連鎖壽司店的行銷活動,名字裡有「鮭」「魚」其中一個字,就可以免費吃到鮭魚,讓某些人趨之若鶩,也掀起了一陣社群討論的風潮。

台灣鮭魚之亂也引起國外媒體報導關注。圖/BBC 中文 fb 粉專

行銷效果本身如何尚不得而知,但最大的受害者大約是鮭魚本魚惹,看著讓人忍不住:今天,我想來點鮭魚?

不過,名字裡有「鮭」字的魚,當然不只是我們在餐盤上看到的一種啦。中文俗名中有「鮭」之名的魚類其實超過一百種,而「鮭科」(Salmonidae) 之下更有 3 亞科 11 屬 225 個物種。

你吃的鮭,是哪種鮭魚?

台灣唯一原生的鮭魚是「國寶魚」,也就是兩千元大鈔上的櫻花鉤吻鮭 (Oncorhynchus masou formosanus),泰雅族語「Bunban」,當然也是鮭科的成員。台灣櫻花鉤吻鮭被列為「瀕臨絕種」保育類野生動物,目前的野生族群主要生活在七家灣溪的部份流域。台灣的櫻花鉤吻鮭,主要被認為是櫻鱒 (Oncorhynchus masou) 的一個亞種,也是這類物種自然分布的最南界。

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台灣櫻花鉤吻鮭。圖/臺灣生命大百科

被拿來吃的鮭魚當然不可能是國寶魚,在臺灣(或可說是全世界)市面上最常見的鮭魚,屬於大西洋鮭Salmo salar),又名安大略鮭,是鮭科旗下的另一個屬 Salmo(可翻作鮭屬或鱒屬)。

大西洋鮭是全世界最普遍的養殖魚類,2018年的資料台灣進口近六成來自挪威1。其他比較主要的養殖地還有智利、加拿大、英國、法羅群島、俄羅斯及澳洲的塔斯馬尼亞。2

全世界最常見的大西洋鮭野生族群已相當稀少。圖/digitalmedia.fws.gov

因為大西洋鮭野生族群已經相當稀少,現在市面上可以接觸到的應以養殖為主。而如果偶爾遇到「野生鮭魚」,大部分應該是指俗稱的太平洋鮭

太平洋鮭並不是某一種鮭魚,而是泛稱生活在太平洋沿岸會被抓來吃的太平洋鮭屬( Oncorhynchus,也可翻譯為鉤吻鮭屬、麻哈魚屬),市面上較常見的種類包括:帝王鮭 (O. tshawytscha)3銀鮭 (O. kisutch)、紅鮭 (O. nerka)、秋鮭 (O. keta)、粉鮭 (O. gorbuscha)。

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此外,雖然在中文中比較少被稱呼為鮭魚,但餐桌上偶爾會聽到的虹鱒 (O. mykiss) 同樣也是 Oncorhynchus 屬,生長於淡水。4

不管是大西洋鮭或太平洋鮭,生活史最出名的部分,就是在成年之後會由海洋洄游到河流上游自己的出生處繁殖產卵,這樣的行為被稱為「溯河洄游」(Anadromous migration)

鮭魚具有「溯河洄游」的特性,成年後會由鹹水的海洋洄游到淡水河流上游出生處繁殖產卵。圖/Pixabay

溯河洄游特別之處,除了鮭魚可以在大海中旅行數年之後,憑著嗅覺再度逆流而上回到出生的故鄉前仆後繼繁殖,完全打趴一眾人類當中的路癡,還包括了這個習性本身,足以影響整個森林生態系!當鮭魚回到河川上游後,體型比離開河川的時候大上許多,在洄游季節也成為許多大型肉食動物如棕熊、黑熊的食物來源。而除了影響這些大型動物的生存,也有研究指出,鮭魚與熊互相的作用,明顯會影響森林的氮元素的輸入,如於南阿拉斯加的研究估算即指出,少了鮭魚與熊足以影響當年度該處森林將近四分之一的氮量。5

鮭魚的橘色怎麼來?

森林生態系的好壞對於大家來說還是遙遠了點,還是接著回到餐桌吧。多虧了鮭魚橘紅橘紅的切面色澤,對於不太會辨別魚種的一般大眾來說,鮭魚大約是在迴轉壽司上最不容易被認錯的魚種了。

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在野生鮭魚的身上,這個橘紅的色澤來自於食物中甲殼類如蝦、磷蝦體內的蝦紅素 (astaxanthin),而人工養殖的鮭魚雖然同樣生活在大海中,但牠們吃的卻是人類投餵的飼料,因此一般來說顏色會更淺一點。

可是,對於顧客來說,如果鮭魚不紅了,那就不是鮭魚了啊!

有研究調查指出,顧客願意花更多錢買更紅的鮭魚6,也導致飼料商們會在飼料中加入蝦紅素或類胡蘿蔔素來增加鮭魚的體色──為了賣個好價錢,只好提高一點成本惹。

鮭魚的橘紅色澤來自於食物中甲殼類如蝦、磷蝦體內的蝦紅素 。圖/Pixabay

甚至有公司開發出鮭魚的色卡「SalmoFan」,專門用來分辨鮭魚的等級,畢竟在大眾的心中,只有夠紅的鮭魚才是好鮭魚!7

人工養殖鮭魚不夠紅這個現象,也隱隱約約地帶來了某種錯覺:野生鮭魚是比養殖鮭魚更好、更高級。

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呃,這樣其實不太對。

首先,因為各種棲地環境因素加成的結果,大西洋鮭在美國與歐洲的族群多數都已瀕臨滅絕,使得現行市場上鮭魚絕大多數都是養殖鮭魚。

如果人們僅仰賴捕撈而來的太平洋鮭,我們不但可能會因為數量稀少而吃不到,更可能因為物以稀為貴,而對野外的族群造成更龐大的捕撈壓力!隨著氣候變遷、棲地變化,野生鮭魚已經過得夠苦了,人類何苦為難牠們呢。8

鮭魚的養殖與爭議

當然,養殖也並不是全無缺點的,人怕出名、魚怕好吃,架不住養得多了總是容易出包,比如說落跑的鮭魚……。

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讓我們話說從頭,根據聯合國糧食及農業組織 (Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO) 的資料,鮭魚的系統化養殖由挪威自 1970 年代開始發展。這種浮式箱籠,基本上就是在開放的海域中,用大網子圍著一大圈養魚。9

鮭魚養殖的技術也隨著時間演進,早期透過選育獲得生長快速的品系(就像人類對於牛豬雞做的一樣),再逐漸克服各種病害防治,甚至進展到施打疫苗。而飼養的地區也逐漸擴及到擁有寒冷水域的各國,如智利、加拿大等地。

即使面臨去年疫情的陰影,挪威去 (2020) 年仍出口了 110 萬噸的鮭魚,出口量僅次於 2019 年。10

魚類是全球重要的蛋白質來源,因為全球過度捕撈、棲地破壞、環境汙染、氣候變遷等情況持續變糟,海洋資源正在快速的枯竭。有許多人主張,養殖魚類或可做為人類補充食物資源,卻不致於大幅破壞海洋資源的重要方法。

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相較於飼養牛、羊、豬、雞,魚類的繁殖速度快上許多,可以快速篩選出需要的品系;魚類的飼料轉換率也比其他物種來得高11,是較為有效率的蛋白質來源。

現行鮭魚養殖仍與海洋生態系緊密相連。圖/wikimedia

不過,現行大規模的箱籠飼養跟海洋生態系的循環是連在一起的,在更大規模推出的情況下,養殖漁業會如何影響海洋生態,仍然值得釐清並且設法減緩其效應。

而以本文的主角,大西洋鮭魚來說,其養殖業仍具有某些爭議。諸如海洋箱網養殖會直接將魚類的糞便與各種養殖過程中施用的化學物質(如各種抗病藥物等)直接送進大海,可能會會造成局部的優氧化或化學汙染。

近年來也時有養殖設備突遇災害、養殖場裡的鮭魚大量逃逸的新聞12,當這些魚群進入野外,不但有可能將疾病傳染給野生的鮭魚群,也有與野生鮭魚雜交的疑慮。

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另外一個爭議,則是基改鮭魚。

2015 年,美國食品藥物監督管理局 (FDA) 核准了第一款供人類食用的基改動物,AquaBounty 鮭魚,這種大西洋鮭魚被加上了帝王鮭的生長激素基因,與大洋鱈魚 (Zoarces americanus) 抗寒基因啟動子 (promoter),可以在一般鮭魚生長緩慢的寒冷時間也照樣生長,長到所需尺寸只需要 16 到 18 個月(一般養殖約需三年),所需要的飼料也少了近四分之一。

基改鮭魚僅有在 2017 年售入加拿大,目前多數的市面上是看不到的。13

吃,不吃?對於養殖鮭魚的糾結

回到養殖鮭魚的議題,相較於未經妥善評估的漁業撈捕,我們一般會認為養殖魚類是對地球較為永續的選擇,但在鮭魚身上嘛……事情可沒有這麼簡單。

臺灣選介「吃魚標準」的永續海鮮指南將鮭魚歸為「斟酌食用」,讓人感覺到了其中的無限糾結。

不過是吃個魚,到底是在糾結什麼呢?

除了前面提到養殖對環境的影響等爭議,還有個重要考量:鮭魚飼料的來源。鮭魚是屬於肉食性的魚種,飼料有一定比例需要混合來自海洋的漁獲,現階段多為便宜的下雜魚。

雖然當前有許多研究專注於如何增加植物或海藻等植物性來源在飼料的比例,致力減少漁獲的使用,但不管怎麼說,這類的撈捕對岌岌可危的海洋資源,仍然帶來一定程度的壓力,而且只要鮭魚養殖的產業越興盛,這樣的壓力就越大。

鮭魚飼料的永續性成爲養殖漁業未來的一大挑戰。圖/seafood.media

話說回來,人類對於肉品、魚類的食用需求畢竟就擺在那兒,有可靠的方法可以獲得鮭魚來源,又不至於對於野生族群趕盡殺絕,某方面看來,鮭魚的人工養殖像是個近乎雙贏的解方。

然而現階段仍持續擴張中的鮭魚養殖產業,是否能夠擺脫前述的許多爭議,走向更永續、對海洋更友善的未來?這仍是難解的課題,需要許多人持續的關注與努力。而鮭魚養殖作為全世界最普遍的養殖漁業,也將是未來人們如何在永續的前提下,應對糧食需求的重要試金石。

身為吃客的我們,除了繼續看下去,也請不忘在吃魚的每個時刻多問問自己:這是什麼魚?查查海鮮指南了解一下亮起了哪個燈,別再只是傻傻跟風吃美食了!

希望我們不至於走向海洋資源同鮭魚盡、殊途同鮭的未來。

延伸閱讀

參考資料與註解

  1. 新冠肺炎影響挪威鮭魚出口中國!反讓愛吃鮭魚的台灣增加73%進口量
  2. 挪威選育大西洋鮭魚的故事
  3. 紐西蘭有養殖帝王鮭
  4. 也是有別稱為虹鮭或麥奇鉤吻鮭,台灣人對於虹鱒的印象應該主要來自日本料理。不過 2018 年中國關於虹鱒能不能被當作「三文魚」來賣,有過一番熱議,後來中國官方公布將其列於《生食三文魚》清單上。總之,虹鱒屬於淡水魚種,寄生蟲對人體有害的機率較高,一般被認為不建議生食。可詳見:真假三文鱼:不止是译名惹的祸
  5. Cederholm, C. J., Kunze, M. D., Murota, T., & Sibatani, A. (1999). Pacific salmon carcasses: essential contributions of nutrients and energy for aquatic and terrestrial ecosystems. Fisheries, 24(10), 6-15.
    Hilderbrand, G. V., Schwartz, C. C., Robbins, C. T., Jacoby, M. E., Hanley, T. A., Arthur, S. M., & Servheen, C. (1999). The importance of meat, particularly salmon, to body size, population productivity, and conservation of North American brown bears. Canadian Journal of Zoology, 77(1), 132-138.
    Helfield, J. M., & Naiman, R. J. (2006). Keystone interactions: salmon and bear in riparian forests of Alaska. Ecosystems, 9(2), 167-180.
  6. Alfnes, F., Guttormsen, A. G., Steine, G., & Kolstad, K. (2006). Consumers’ willingness to pay for the color of salmon: a choice experiment with real economic incentives. American Journal of Agricultural Economics, 88(4), 1050-1061.
  7. 這個色票甚至還有 app 版(人類真是)Digital SalmoFan™
  8. 現行的野生鮭魚,也少數地方如阿拉斯加採行永續魚法,透過資源管理概念作管控,以期維繫野生鮭魚族群。
  9. 水產養殖:明日之星的箱網養殖-科技大觀園
  10.  Norway salmon export value second highest ever in 2020 – FishFarmingExpert.com Optimism persists in farmed salmon sector despite price lull | GLOBEFISH
  11. 飼料轉換率,牛為每公斤 6-10,雞為 1.7-2,豬為 2.7-5,鮭魚則為 1.2-1.5
    Fry, J. P., Mailloux, N. A., Love, D. C., Milli, M. C., & Cao, L. (2018). Feed conversion efficiency in aquaculture: do we measure it correctly?. Environmental Research Letters, 13(2), 024017.
  12. 澳洲養殖魚場大火 五萬隻鮭魚脫逃、恐活不了太久
  13.  基改鮭魚AquAdvantage® Salmon

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TingWei
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據說一生科科的生科中人,不務正業嗜好以書櫃堆滿房間,努力養活雙貓為近期的主要人生目標。

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若大禹再世(四):滯洪空間 都市防洪萬靈丹?
李柏昱
・2014/12/20 ・3429字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

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本文由科技部補助,泛科學獨立製作

要在高密度的臺灣都市中興建滯洪池,土地取得費用驚人且不見得具有效益,如何經濟有效地創造大量滯洪空間,是臺灣都市面臨的問題。圖為臺中秋紅谷滯洪池。(圖片來源:WikimediaCommons作者:*嘟嘟嘟*)
要在高密度的臺灣都市中興建滯洪池,土地取得費用驚人且不見得具有效益,如何經濟有效地創造大量滯洪空間,是臺灣都市面臨的問題。圖為臺中秋紅谷滯洪池。(圖片來源:WikimediaCommons作者:*嘟嘟嘟*)

李柏昱 | 國立臺灣大學 地理環境資源學系

為解決都市的淹水問題,興建滯洪池成為臺灣各地新一波治水的新潮流,日前聯合報即報導台北市政府計畫在全市廣設 281 個滯洪池,高雄市本和里與寶業里滯洪池近年也陸續啟用,台中秋紅谷更成為都市觀光新景點。本次專題請到台灣大學土木工程學系的李天浩教授,他長年關注臺灣都市淹水問題,邀請他分享台灣如何在高度集中、寸土寸金的都市水泥森林中,創造滯洪空間,迎戰氣候變遷?

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滯洪池:儲蓄暴雨、緩解洪峰

根據行政院農委會水土保持局的定義,滯洪池為「在河床或基地水路構築橫向構造物,或以挖填土方產生窪地,藉由所製造之空間暫時儲蓄暴雨逕流以調整洪水流量之池堰構造物。」

定義文謅謅的講了一堆,簡單來說,滯洪池就如一座大型的蓄水池,可以位於河川沿線,或者是在平原當中挖一個大坑洞,大雨來襲時可提供儲水空間暫時儲存來不及宣洩的水量,避免下游的排水系統超出設計容量而淹水。滯洪池能起到演調節洪水、延緩洪峰來臨時間、增加入滲、減少水患發生等等功用。

與蓄水池不同的是,滯洪池並非為完全封閉的儲水空間,而設有讓水自然流出的出口,能利用重力排水的方式,使滯洪池裡的水能逐漸從開口處適當排出。滯洪池在規劃興建時就必須考量周遭排水系統能處理付的流量,避免大量流出釀成災禍,由於水能持續不斷自滯洪池流出,因此池內可留較多空間容納洪峰流量。另外有一種貯留池,型態上就與蓄水池相當類似,水只進不出,並未設置讓水自然流出的出口,必須仰賴抽水機等方式將水汲出排放,故一旦裝滿就不再具有調洪功能。台北市政府預計興建的第一個蓄洪設施,便是位於文山區捷運辛亥站的萬隆10號貯留池。

台灣都市高密度發展,滯洪池成效不彰

不過李教授指出,台灣高密度發展的都市特性,導致滯洪池的土地取得成本相當高昂,而且地點選擇受限。折衷之道是使用公家機關土地或禁限建的公共設施預定地,但這些地點通常不是設置滯洪池最理想的位置,加上因為規模不大,面對極端降雨只是聊備一格,成效不彰。

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李教授舉萬隆10號貯留池為例,萬隆10號貯留池位於捷運辛亥站斜對面的辛亥路與萬美街口,原是辛亥國高中預定地,設計容量13,500立方公尺,預定民國107年完工,希望疏解興隆路淹水問題。這個地區因為位於谷地,北邊為福州山,南邊為景美山,大雨來襲時兩座山的雨水匯流至興隆路,一旦降雨量超出當初興隆路排水系統設計標準,就會出現淹水情形。

然而,李教授表示,萬隆10號貯留池並不是整個集水區的最低點,離地勢最低的興隆路還有約700公尺,比最低點高上3.5公尺,且位於福州山一側,只能處理整個集水區21%左右的雨水。政府試圖解決水患的立意良好,但因受限於都市發展現況的限制,超高額的成本使興建滯洪池效益偏低,如何利用其他更具成本效益方式解決都市水患值得深思。

海綿都市真能解決台灣都市淹水問題?

萬隆10號貯留池的問題,彰顯台灣都市淹水問題無法單靠政府興建滯洪池就能解決。李教授認為必須謹慎思考貯留、滯洪、透水設施是否適合高密度的台北盆地與臺灣的都市?這些源自中緯度溫帶國家的治水策略,如增加入滲、滯留設施等,適合低密度都會和非持續性、中低強度的降雨事件,但面對台灣又快又急又多的降雨,這套方式是否可行?

海綿都市強調藉由提升都市綠覆蓋率、透水鋪面,減少大雨過後的逕流量。然而,李教授說,即使綠覆蓋率相對台灣高出甚多的美國城鎮,例如阿肯色州的特魯曼市(Trumann),在連續數日降下約178公厘的降雨後,地表土壤也已飽和,當地媒體發布警告若降雨持續極可能發生淹水。反觀台灣的氣候條件,颱風、梅雨等事件降雨總量與強度極大,數小時內就可能降下200公厘以上的降雨,地表入滲所能處理的水量只能舒緩淹水災情,完全無法避免淹水。

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美國阿肯色州Trumann,從圖中可見即便該城綠覆率相當高,也只能應付連日200公厘的降雨,達到土壤入滲量的極限。(圖片來源:Google Earth截圖)
美國阿肯色州Trumann,從圖中可見即便該城綠覆率相當高,也只能應付連日200公厘的降雨,達到土壤入滲量的極限。(圖片來源:Google Earth截圖)

因此,面對台灣的降雨環境,李教授認為貯留、滯洪、透水鋪面的效果有限,如果想藉由興建滯洪池徹底解決都市內水問題,滯洪池體積勢必相當龐大,對土地昂貴的台灣都市來說幾乎不可能!海綿都市只能適度減緩都市的淹水嚴重程度,無法徹底根治。

鼓勵民間興建滯洪空間,提高防淹與衝擊減輕能力

因應氣候變遷,李教授認為台灣都市必須採用多管齊下、財務上可行以及民眾可接受的洪患調適策略,針對台灣特殊的社會經濟環境與降雨條件對症下藥。李教授認為,由於氣候變遷的時間尺度長達數十年,正好與都市更新所需的時間尺度一致,透過都市更新逐步提高都市的防洪能力、增加滯洪空間,是長期財務上可行且有效的調適策略之ㄧ。

李教授提出,可透過容積獎勵的方式,鼓勵道路兩側民間建築物興建地下滯洪設施,誘使建商在興建建案或進行都市更新時,於地下預留滯洪空間,創造政府節省經費、建商獲得容積、民眾不會淹水的三贏局面,透過整合民間力量,在人口與建築稠密的台灣都會區,以預算可行的方式逐步創造出大量的滯洪空間。

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此外,都市中的校園、公園綠地、運動場、停車場,都可藉由工程設計而具備滯洪功能,並由政府進行通盤規劃,利用排水與道路系統將水導引至上述空間,增加滯洪設施的空間配置彈性。

李教授指出,面對氣候變遷,都市淹水威脅與日俱增,追求讓淹水衝擊減至最低的調適策略需要政府與社會共同努力。具體可行的方式包含:強化現有建築物的防淹能力,例如一樓和地下空間入口加裝擋水閘板、在閘板內側的攔截水溝、蓄水池和抽排水機;強化排水系統;避免將機電、網路、通訊設備設於地下室,並將上述這些調適作法納入新的建築法規當中。

要在高密度的台灣都市創造大量滯洪空間,可以透過容積獎勵的方式,讓建築興建時就能預留防淹與滯洪空間。(圖片來源:李天浩)
要在高密度的台灣都市創造大量滯洪空間,可以透過容積獎勵的方式,讓建築興建時就能預留防淹與滯洪空間。(圖片來源:李天浩)

李天浩教授強調,近十年許多治水觀念與做法都還在改善調整,他所提出的方法並不代表全部的解決方法。21世紀都市將面臨氣候變遷與降雨極端化等新挑戰,氣候變遷帶來的極端降雨會不斷超出過去水利工程設計的防洪標準,必須政府結合民間力量,逐步增加都市的滯洪空間與調適能力,才能讓不確定的未來洪患損失減至最低。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

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本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

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李柏昱
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成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。