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不只是蝴蝶蘭「出口」王國,更要成為蝴蝶蘭「研究」王國——專訪施明哲,談農業基礎研究

研之有物│中央研究院_96
・2017/12/19 ・3748字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

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農業的基礎研究

2008 年自美國返臺後,施明哲進入中研院農業生物科技研究中心,便以次世代定序 (Next Generation Sequencing, NGS)作為研究工具,廣泛調查臺灣農作物、水稻與蝴蝶蘭。期盼用分子生物學、系統生物學,以及大數據的基因圖譜資料庫,使科學研究者也能為臺灣的土地盡一份心力。

十年來在中研院農生中心進行水稻、蝴蝶蘭等作物的分子生物學研究,施明哲期許:「我們不只是要跟國際接軌,我們是要打世界盃的!」圖/photoed by張語辰

基因體定序是一項吃力不討好的工作,需要建立大量的資料庫及數據分析技術。施明哲 2008 年返臺時,發現臺灣農業相較於醫學領域,在前瞻技術的引進較為緩慢。因此來到中研院農業生物科技研究中心,開始著手建立臺灣農作物基因體的資料庫,希望能讓臺灣的研究人員充分利用這些資源,做更多的研究。他笑說,這樣的工作雖然發表不了好論文,但卻是對農業發展很基礎、也十分必要的研究。

阿拉伯芥、水稻怕淹水,這是怎麼一回事?

自然界植物天生具備有不同的抗淹水性。和油菜同為十字花科的阿拉伯芥較不耐淹水;臺灣常吃的水稻雖然是半水生性,但蓬萊米(Japonica rice)是較怕淹水的品種;也有些水稻品種較不怕淹水,像是在來米的 FR13A 。另外還有「深水稻」,淹水時莖會快速抽高,讓頂端仍能呼吸氧氣、製造氧份,但水退之後莖若過高就會倒下。

在來米的 FR13A 屬於「抗淹水」的品種,水淹根部時因缺氧稍微枯萎,但水退後不會因為突然獲得很多氧氣而造成氧化反應、細胞死亡。圖片來源/林致成提供。圖說重製/江佩津、張語辰。

淹水對於植物的影響其實跟人類的中風很類似。中風是腦部缺氧造成腦細胞損傷,淹水讓植物與空氣隔絕造成缺氧,造成植物細胞能量不夠使植物細胞受損。而當水退去後,植物缺氧後「突然得到很多氧氣」,形成過度氧化反應(reoxygenation(,加重對植物細胞造成的傷害。

供予氧氣的速度太快,反而造成氧化壓力產生活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS),生理調控不過來而造成細胞死亡。

研究能幫助防範淹水農損嗎?

阿拉伯芥屬於十字花科,而臺灣有很多主要蔬菜作物是十字花科,像油菜、甘藍、花椰菜。近幾年臺灣夏天颱風頻繁,菜園泡水一兩天後,蔬菜幾乎就會死亡,我們研究植物抗淹水、缺氧的機制希望可以應用到蔬菜類,看看未來能否育出比較抗淹水的品種。我們也希望能找到水退後的相關抗氧化機制,應用在稻米育種。

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阿拉伯芥。source:Wikimedia

研究淹水的抗性就是把植物放到淹水環境中,去看在逆境下不同基因的表現,可以一次就看到細胞在某一特定時間點有哪些基因表現、表現量多寡,一比較就可以找到關鍵性的差別。

以前做育種是仰賴雜交出子代,種到田裡去觀察。但很多遺傳性狀不是一個基因就能決定,而是由一組基因共同決定,育種並選出所需要的新種,通常需要很長的時間。而現在我們實驗室使用基因體學、蛋白質體學、代謝體學,統稱為「系統生物學」,這些通常是研究分子生物的工具,但其實可以用於農作物研究,蒐集並分析這些大數據就能加速育種。

分子生物的技術可以讓我們用聚合酶連鎖反應(Polymerase chain reaction, PCR)等技術去找到標的基因,以前做這個速度比較慢,但近年有了新的次世代定序技術(Next Generation Sequencing , NGS),一天可以得到 160~600GB 不等的資料量,速度變快許多,加速我們找到關鍵性的抗淹水基因,應用到農業育種。

隨著極端氣候,全世界約 10% 農損是淹水造成。了解農作物的抗淹水機制,並發展育種,是眼前急迫的研究。

臺灣繞一圈,農民回饋了哪些問題?

我剛到中研院農業生物科技研究中心的時候,當時的院長要我去臺灣繞一圈,看能做什麼幫忙臺灣農業。其中一個是蘭花產業。蘭花藉由無性繁殖(組織培養)到開花,一個生命週期(life cycle)也要三年,再加上沒有適當的生物化學及細胞學的工具,因此做蘭花的研究很難。

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蘭花的生命週期。要如何縮短組織培養、催花的時間,以及開出想要的花型,是農民最關心的問題。資料來源/施明哲提供。圖說重製/江佩津、張語辰。

蘭花生長週期長,沒辦法像一般商品下訂後馬上有成品,因此花農需要預測什麼品系流行,預先栽培推廣,提供國外市場下單訂購,但預測錯誤就會造成損失,如果生長期能夠縮短半年或一年,成本及風險就會降低很多。

要蝴蝶蘭開花(催花),開花前至少需要連續一個月的18°C低溫處理,視品種而定,溫度及處理的時間會有所增減。但臺灣平地溫度很少連續低溫,因此在臺灣養蝴蝶蘭需要以冷氣降溫,增加許多成本,也耗費能源,縮短低溫催花的時間對花農也非常重要。

  • 編按:修改催花溫度為 18°C左右。(2018/12/27)

另外,還必須配合全球市場喜好養殖蘭花,美國市場喜歡特別大的白花,像 V3 大白花;歐洲市場不喜歡大,喜歡瘦長、抽雙梗(一株有兩花梗),但大部分蘭花品系抽雙梗的比例不到 10% ,有的要達到訂單要求就用兩株一盆,相對提高成本。因此如何提高抽雙梗的比例,是市場需求的商業問題,也是重要的生物問題。所以農業生技的研究,能藉由解決生產者的問題,造福消費者,也同時探討有趣的生物問題。

這些問題目前我們農生中心南部生物技術中心研究人員解決了一半,蘭花從組織培養發育時間可以縮短 8 個月,還有一些蘭花品系抽雙梗比例可以提升到 80%。

蝴蝶蘭是臺灣最重要的出口花卉作物之一,過去十年間,每年都穩定成長,現在一年約是五十億臺幣的出口值。到 2016 年為止,出口到美國佔 60% 、文心蘭出口到日本佔 90%,但現在我們面臨競爭對手。一個是荷蘭,跟臺灣是夥伴、也是競爭者,因為荷蘭在歐洲有通路,所以臺灣花卉在歐洲擴展成長很慢。另一個則是中國大陸的競爭。

所以我們不能停在這裡,臺灣唯一可以競爭的,就是能一直推出新的品種。

之前有農民用育種的方式培育出第一代的「皇帝」蘭花,但要想培育出第二代,又花了十年的時間,大家都在等。因為當時沒有發現「皇帝」的第一代是「三倍體」,雙套染色體配子與單套染色體配子結合產生三倍體,產生的子代可能會因為無法產生配子、而無法再產生下一代,等於是靠運氣在育種。

如果有基因研究的工具,我們可以知道遺傳性狀跟基因的關係,就可以加速這過程。所以為什麼要做基因體研究?是要縮短等待的時間,讓農業發展不會亂槍打鳥,以後實驗的設計是有邏輯、一步一步去做。

為了達到這個目標,要累積許多蘭花的功能性基因資料庫、基因圖譜去做研究。我們以臺灣原生種蝴蝶蘭「臺灣阿嬤」為研究標的,臺灣蝴蝶蘭大花的品系幾乎都是臺灣阿嬤的後代,多子多孫因此叫做「臺灣阿嬤」,所以要做基因定序當然就選擇它,去建立了臺灣蝴蝶蘭的基因資料庫。

希望把臺灣變成不只是蝴蝶蘭「出口」的王國,也要臺灣變成蝴蝶蘭「研究」的王國,我相信是可以的。

「臺灣阿嬤」──臺灣蝴蝶蘭 Phalaenopsis aphrodite Reichb.f. 有個特色,勾下來有許多朵花、如瀑布一般,臺糖公司培育的最高紀錄是可以長到二十幾朵。圖片來源/施明哲提供
「臺灣阿嬤」的孩子們(臺大蘭園版)。圖片來源/施明哲提供

為何想投入台灣農業研究?

2008 年,我剛回臺灣時看了部紀錄片《無米樂》,崑濱伯最後說:「老天給我這塊土就是要我來種田養活大眾,所以我當然要盡責任。」後來我終於有機會看到崑濱伯,因為那一年他的米得到冠軍,看到他本人就跟電影裡面一樣老實誠懇。他們知道農業對臺灣有多麼重要,老天賦予他們這個土地來盡這責任,雖然生活滿苦的,但還是很願意做這些事,讓我非常感動。

我們做基礎科學的叫自己是 「curiosity driven」,因為對某一個問題有興趣,而去探討它的答案。我們和農民是從不同的角度在盡責,但配合起來是可以為臺灣做出更多貢獻,會覺得自己作為一個研究者,要更努力去做這些事情。

到現在,之所以會從基礎科學到注意農業的應用與永續問題,是因為我們臺灣面臨了幾個問題:第一、是糧食安全問題,目前臺灣的糧食自給率只有 30% ,亦即我們的糧食有 70% 是靠進口。第二、傳統育種的速度不能夠及時培育出新品種生長在不斷變動的環境,因此新農業的趨勢是要具有預測環境變遷的能力,再加上有快速育種的能力,及時育出符合環境需要的新品種。

當今農業發展的流行語是 「designer crop」,不只是臺灣,全世界都在做。

「應用」跟「基礎」之間的分野沒有很大,常常就是一念之間,就能拿來做應用。最重要的是要先累積這些十字花科、水稻、蝴蝶蘭等臺灣農作物的基因資源,才能一面做基礎研究,一面也能在產業中貢獻。

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除了蚯蚓、地震魚和民間達人,那些常見的臺灣地震預測謠言
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/02/29 ・2747字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

災害性大地震在臺灣留下無數淚水和難以抹滅的傷痕,921 大地震甚至直接奪走了 2,400 人的生命。既有這等末日級的災難記憶,又位處於板塊交界處的地震帶,「大地震!」三個字,總是能挑動臺灣人最脆弱又敏感的神經。

因此,當我們發現臺灣被各式各樣的地震傳說壟罩,像是地震魚、地震雲、蚯蚓警兆、下雨地震說,甚至民間地震預測達人,似乎也是合情合理的現象?

今日,我們就要來破解這些常見的地震預測謠言。

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漁民捕獲罕見的深海皇帶魚,恐有大地震?

說到在坊間訛傳的地震謠言,許多人第一個想到的,可能是盛行於日本、臺灣的「地震魚」傳說。

在亞熱帶海域中,漁民將「皇帶魚」暱稱為地震魚,由於皇帶魚身型較為扁平,生活於深海中,魚形特殊且捕獲量稀少,因此流傳著,是因為海底的地形改變,才驚擾了棲息在深海的皇帶魚,並因此游上淺水讓人們得以看見。

皇帶魚。圖/wikimedia

因此,民間盛傳,若漁民捕撈到這種極為稀罕的深海魚類,就是大型地震即將發生的警兆。

然而,日本科學家認真蒐集了目擊深海魚類的相關新聞和學術報告,他們想知道,這種看似異常的動物行為,究竟有沒有機會拿來當作災前的預警,抑或只是無稽之談?

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可惜的是,科學家認為,地震魚與地震並沒有明顯的關聯。當日本媒體報導捕撈深海魚的 10 天內,均沒有發生規模大於 6 的地震,規模 7 的地震前後,甚至完全沒有深海魚出現的紀錄!

所以,在科學家眼中,地震魚僅僅是一種流傳於民間的「迷信」(superstition)。

透過動物來推斷地震消息的風俗並不新穎,美國地質調查局(USGS)指出,早在西元前 373 年的古希臘,就有透過動物異常行為來猜測地震的紀錄!

人們普遍認為,比起遲鈍的人類,敏感的動物可以偵測到更多來自大自然的訊號,因此在大地震來臨前,會「舉家遷徙」逃離原本的棲息地。

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當臺灣 1999 年發生集集大地震前後,由於部分地區出現了大量蚯蚓,因此,臺灣也盛傳著「蚯蚓」是地震警訊的說法。

20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

新聞年年報的「蚯蚓」上街,真的是地震警訊嗎?

​當街道上出現一大群蚯蚓時,密密麻麻的畫面,不只讓人嚇一跳,也往往讓人感到困惑:為何牠們接連地湧向地表?難道,這真的是動物們在向我們預警天災嗎?動物們看似不尋常的行為,總是能引發人們的好奇與不安情緒。

如此怵目驚心的畫面,也經常成為新聞界的熱門素材,每年幾乎都會看到類似的標題:「蚯蚓大軍又出沒 網友憂:要地震了嗎」,甚至直接將蚯蚓與剛發生的地震連結起來,發布成快訊「昨突竄大量蚯蚓!台東今早地牛翻身…最大震度4級」,讓人留下蚯蚓預言成功的錯覺。

然而,這些蚯蚓大軍,真的與即將來臨的天災有直接關聯嗎?

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蚯蚓與地震有關的傳聞,被學者認為起源於 1999 年的 921 大地震後,在此前,臺灣少有流傳地震與蚯蚓之間的相關報導。

雖然曾有日本學者研究模擬出,與地震相關的電流有機會刺激蚯蚓離開洞穴,但在現實環境中,有太多因素都會影響蚯蚓的行為了,而造成蚯蚓大軍浮現地表的原因,往往都是氣象因素,像是溫度、濕度、日照時間、氣壓等等,都可能促使蚯蚓爬出地表。

大家不妨觀察看看,白日蚯蚓大軍的新聞,比較常出現在天氣剛轉涼的秋季。

因此,下次若再看到蚯蚓大軍湧現地表的現象,請先別慌張呀!

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事實上,除了地震魚和蚯蚓外,鳥類、老鼠、黃鼠狼、蛇、蜈蚣、昆蟲、貓咪到我們最熟悉的小狗,都曾經被流傳為地震預測的動物專家。

但可惜的是,會影響動物行為的因素實在是太多了,科學家仍然沒有找到動物異常行為和地震之間的關聯或機制。

遍地開花的地震預測粉專和社團

這座每天發生超過 100 次地震的小島上,擁有破萬成員的地震討論臉書社團、隨處可見的地震預測粉專或 IG 帳號,似乎並不奇怪。

國內有許多「憂國憂民」的神通大師,這些號稱能夠預測地震的奇妙人士,有些人會用身體感應,有人熱愛分析雲層畫面,有的人甚至號稱自行建製科學儀器,購買到比氣象署更精密的機械,偵測到更準確的地震。

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然而,若認真想一想就會發現,臺灣地震頻率極高,約 2 天多就會發生 1 次規模 4.0 至 5.0 的地震, 2 星期多就可能出現一次規模 5.0 至 6.0 的地震,若是有心想要捏造地震預言,真的不難。 

在學界,一個真正的地震預測必須包含地震三要素:明確的時間、 地點和規模,預測結果也必須來自學界認可的觀測資料。然而這些坊間貼文的預測資訊不僅空泛,也並未交代統計數據或訊號來源。

作為閱聽者,看到如此毫無科學根據的預測言論,請先冷靜下來,不要留言也不要分享,不妨先上網搜尋相關資料和事實查核。切勿輕信,更不要隨意散播,以免造成社會大眾的不安。

此外,大家也千萬不要隨意發表地震預測、觀測的資訊,若號稱有科學根據或使用相關資料,不僅違反氣象法,也有違反社會秩序之相關法令之虞唷!

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​地震預測行不行?還差得遠呢!

由於地底的環境太過複雜未知,即使科學家們已經致力於研究地震前兆和地震之間的關聯,目前地球科學界,仍然無法發展出成熟的地震預測技術。

與其奢望能提前 3 天知道地震的預告,不如日常就做好各種地震災害的防範,購買符合防震規範的家宅、固定好家具,做好防震防災演練。在國家級警報響起來時,熟練地執行避震保命三步驟「趴下、掩護、穩住」,才是身為臺灣人最關鍵的保命之策。

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臺灣原子與分子科學研究所創立的幕後功臣:張昭鼎——專訪中研院原分所陳貴賢研究員
研之有物│中央研究院_96
・2023/08/26 ・4364字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|簡克志
  • 責任編輯|簡克志
  • 美術設計|蔡宛潔

中研院原分所的推手

中央研究院原子與分子科學研究所(簡稱原分所),是國內原子科學的研究重鎮,位處於臺灣大學學區,研究領域涉及表面科學、尖端材料、原子/分子與光學、化學動態學以及生物物理。原分所第一任的籌備處主任為張昭鼎先生,他的思維與待人接物的方式,深深影響了現在的原分所。中研院「研之有物」於 2023 年 4 月專訪原分所所長陳貴賢特聘研究員,一起從他的角度認識這位謙和又有遠見的科學家。

在研之有物團隊與張昭鼎紀念基金會人員到訪時,陳貴賢相當熱情地介紹原分所沿革以及張昭鼎的為人處世。圖|研之有物

當天是個晴朗和煦的午後,研之有物團隊和張昭鼎基金會的工作人員,來到位於臺灣大學的中研院原分所,準備拜訪陳貴賢所長。原分所位於臺大校園中心,旁邊就是醉月湖,研究所建築外觀換新之後,以典雅新穎的紅磚色拱形亮相。甫進辦公室,充滿活力的陳貴賢,看起來已經準備好和我們分享關於原分所和張昭鼎先生的故事。

原分所建立初衷

原分所成立於 1982 年,由張昭鼎擔任第一任籌備處主任(1982~1993),現任所長是陳貴賢,擔任所長已將近 7 年(2016~2023),並即將在今年 7 月 15 日交接所長職位給魏金明合聘特聘研究員。當我們問到原分所一開始是如何成立的?陳貴賢提到,原分所是當時海外學者李遠哲與浦大邦開始的構想,希望幫助臺灣發展原子與分子科學、同步輻射科學兩大領域,以跟進國際科學的研究步調。

為了和政府提出建言,李遠哲等學者邀請了全世界知名的科學家一起討論,包含吳健雄以及她的先生袁家騮,他們當時還回臺灣做了好幾場演講。經過持續的溝通與交流,最後終於事成,浦大邦主要負責同步輻射(中心落腳於新竹清華大學旁),而李遠哲就是想辦法建立原分所。

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由於李遠哲當時人在美國柏克萊大學化學系任職,他迫切需要一位信任的人在臺灣幫忙。因此,他找了在學時期認識的臺大學長張昭鼎,請他負責籌備原分所,張昭鼎當時已經是臺灣無機合成化學的先驅。陳貴賢回憶道「張昭鼎是一位格局很大的人,也可以理解基層的需求」。

成立一個所並不簡單,有很多眉角要處理,比如選址就是大問題。李遠哲希望能夠促進中研院和學校之間的合作,讓年輕學生也能參與研究,最終選址於臺灣大學正中央,原分所就此成立。「對有志於科學的年輕人是非常大的福氣」,陳貴賢說。

1982 年原分所籌備初期的建築工地,照片中李遠哲(右 1)、張昭鼎(右 2)與李崇道(右 3)正在討論。圖|陳貴賢

原分所在做什麼?新興材料的研究重鎮!

話說回來,原子與分子科學研究所是研究什麼呢?看起來不是一般的物理、化學、機械等數理學術機構。陳貴賢在訪談中笑著說,「所有的物質都是原子組成的,兩個原子結合在一起就變成分子,分子繼續疊在一起就會形成固態、氣態或液態的物質。」原分所是在研究原子相關的物質科學,但陳貴賢強調,原子內還有各種基本粒子,例如質子、中子或夸克等,研究這些基本粒子屬於高能物理,不屬於原分所的研究範疇。

舉例來說,原分所的研究有大家很熟悉的半導體,以及稱為「表面科學」的重要領域。陳貴賢說,很多化學反應都會發生在物質表面,尤其太陽光如何和表面原子互動相當值得探討,他的實驗室就有研究如何透過光催化材料來進行人工光合作用。

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原分所另一個重要領域是「化學反應動態學」。陳貴賢提到,過去李遠哲回臺灣時,就有從柏克萊帶回珍貴的交叉分子束設備。設備的噴嘴會噴出兩束不同的分子束,讓分子束交叉碰撞之後,觀察化學反應的動態機制。「了解化學反應怎麼發生,才有可能對它進一步控制」,陳貴賢道,他以燃燒反應為例,如何讓燃燒反應更完全、減少污染物的產生就是個大學問。

此外,陳貴賢還分享了另外兩個重要領域「尖端材料」和「生物物理」,尖端材料例如能源材料,有太陽能材料或是熱電材料等,讓未來能源發展有更多機會。生物物理例如研究生物影像的分析方法,發展各種創新的顯微技術。

原分所發展至今,即使張昭鼎在 1993 年 4 月離世,仍受到他的處世之道影響。陳貴賢回憶道,當時 1993 年元月份來到原分所,在開始長期的學術生涯之前,曾仔細瞭解張昭鼎的事跡及為人,發現他很重視基層人才,願意給年輕人機會,甚至幫忙找資源。

隨著不同的所長接任,原分所的制度和規範逐漸完善,在林聖賢、劉國平、王玉麟、及周美吟等所長的努力下,原分所逐漸進入穩定發展的狀態。王玉麟擔任所長期間為了紀念張昭鼎,在 4 樓的會議廳就命名為「張昭鼎紀念講堂」。

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張昭鼎紀念講堂。圖|研之有物

搶救《科學月刊》,致力於科學教育傳播

除了成立原分所之外,張昭鼎的另一項重要貢獻是《科學月刊》。《科學月刊》是臺灣本土力量孕育而生的科學雜誌,自 1970 年創刊營運到現在,是珍貴的科學傳播刊物,對於臺灣科學界的人才培養和學術交流都有好的影響。

關於《科學月刊》對臺灣早期科學界的重要性,陳貴賢說:「你做的科學研究不只是要在國際上發表成果,你甚至希望可以扎根,讓更多下一代的人可以對科學有興趣。在那個時代我想《科學月刊》幾乎是唯一的選擇。」

張昭鼎是《科學月刊》在位最久的董事長(1973~1993),1970 年代初期是《科學月刊》早年財務最艱困的時候,甚至在 1975 年內部曾經有停刊的想法,而張昭鼎與董事會最後的決策是:保留《科學月刊》,圖書業務則交由他人負責經銷。這個決定影響深遠,讓《科學月刊》度過困難的 1970 年代。

張昭鼎(左)與李遠哲(右)合影,《科學月刊》創刊 20 周年紀念餐會。圖|張昭鼎紀念基金會

然而,張昭鼎在 1993 年不幸過世。他的離世對好友李遠哲來說是巨大的衝擊。陳貴賢提到,李遠哲曾在懷念故友文章寫道「或許真的是已到了我該回家鄉的時候了」。很多人起初以為他只是暫時回臺灣,沒想到李遠哲真的一直留在臺灣,為原分所、中研院學術界以及臺灣社會持續付出。

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張昭鼎離世之後,次年張昭鼎紀念基金會隨之成立。基金會繼承張昭鼎的精神,積極推廣科學教育,在李遠哲院士倡議之下,2011 年基金會首度舉辦了「居禮夫人高中化學營」(今為瑪麗居禮科學營)。瑪麗居禮科學營的招生對象,主要是對數理化學有興趣的高中學生,在四天的營隊活動,邀請重要學者做專題演講,特別精心設計分組實驗實作,讓學員對科學研究有親身體驗。

陳貴賢分享,原本營隊主要籌備是清華大學,後來張昭鼎基金會董事希望在中研院、臺灣師範大學以及張昭鼎紀念基金會的努力下,將營隊活動轉移到臺北。感念張昭鼎對原分所的貢獻,陳貴賢沒有第二句話,全力幫忙。從 2020 年開始,瑪麗居禮科學營就順利在臺北舉辦至今。

入世的科學家——張昭鼎

在原分所服務多年的陳貴賢,雖然和張昭鼎真正相處時間很短,但對張昭鼎的為人處世印象相當深刻。陳貴賢認為,張昭鼎之所以能體會基層的需求,正是因為吃過苦,他出身於困苦家庭,小時候幾乎都在戰亂中度過;而從小得知母親與「鴨母王」朱一貴的血緣牽連,也時刻提醒張昭鼎保持不隨波逐流的反叛思維。

陳貴賢:「他不是關在象牙塔裡面的科學家,他是一個入世的、對社會關懷很深的一個人。」

不僅在學術界有影響力,張昭鼎也在社會廣泛交友,認識許多執政黨與在野黨的人,並與他們建立友誼。陳貴賢提到,這也是當初李遠哲邀請張昭鼎擔任原分所籌備處主任的原因,看重他的人脈和社會參與能力。

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張昭鼎(右)是李遠哲(左)最敬愛的朋友,人脈相當廣。圖|陳貴賢

除了人脈廣,張昭鼎也力求資源妥善利用。陳貴賢說,之前一位芝加哥大學畢業的同仁曾經回憶,當年張昭鼎到芝加哥去招聘人才的時候,他住的旅館是 YMCA 青年旅館!其實原分所在籌備階段經費是相對充裕的,但是張昭鼎堅持不浪費,將人民的稅金用在最需要的設備添購上。「他的堅持令人敬佩」,陳貴賢說道。

陳貴賢接著回憶,在籌建原分所期間,張昭鼎與行政體系常有意見相左的情況,因為行政人員認為只有法律允許的才可以做。而張昭鼎則試圖在法律找到合情合理的談判空間,所以他在原分所籌建過程也協助突破許多公務採購障礙,提升政府的服務效率。

陳貴賢認為,張昭鼎是一個跨越族群與階級的行動家。跨越族群的意思是,張昭鼎是閩南人、也是臺灣人,但是他不會因為本省/外省、客家/閩南等不同族群,在社會參與上劃地自限。跨越階級的意思是,他的出身困苦,並不是特權或貴族家庭,所以他是入世的、走出來的人,願意服務於基層,也願意為基層服務。

陳貴賢最後感慨地說,張昭鼎是跨越了不同階級與族群的人,只可惜他離開的早。接著,陳貴賢分享自己曾經隨手寫下的一首臺語歌,在訪談中哼了起來,以紀念張昭鼎先生。

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啦啦啦啦 啦啦啦啦
啦啦啦啦 啦啦啦啦
地瓜落土 才會生湠
等待春天的雨水
新希望

陳貴賢解釋,這首歌的意思是說,地瓜要放進泥土裡面,才會長出新的葉子,並等待春天的雨水到來。當春雨來的時候,就是一個新的世代。人生路途中,有些人留得比較久,有些人走得比較快。像張昭鼎先生雖然不幸離開,但後面會再有新的一代,就像代表臺灣人的地瓜一樣,堅持著地瓜精神,一直延續下去。

陳貴賢認為,張昭鼎是一個跨越族群與階級的行動家。圖|研之有物

研之有物│中央研究院_96
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風調雨順的地區,受災風險比較大?——印度農村的經濟學課
研之有物│中央研究院_96
・2023/04/15 ・4114字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文/呂慧穎
  • 責任編輯/田偲妤
  • 美術設計/蔡宛潔

每到颱風天或寒流來襲,農作物損害的新聞常攻佔各大版面。在極端氣候影響下,農民需承擔的受災風險加劇!我們常羨慕氣候條件相對穩定的地區,但該處的受災風險真的比較小嗎?

中央研究院「研之有物」專訪院內經濟研究所莊雅婷助研究員,以世界糧食出口大國印度作為研究田野,剖析降雨量的變化對不同地區、不同類型農民的生計影響。跟著莊雅婷走一趟印度農村,以經濟學視角探索意想不到的農村經濟樣貌!

中研院經濟研究所莊雅婷助研究員,專長為環境經濟學、行為經濟學、發展經濟學。圖/莊雅婷

聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)於 2022 年發表最新《氣候衝擊、調適與脆弱度報告》(Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability),當中指出如在 2030 至 2052 年間失守 1.5°C 溫升防線,世界各地將面臨多重氣候災害,導致自然環境難以修復的局面。

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在第 27 屆聯合國氣候變遷大會(COP27)中,多國持續響應 2050 年全球淨零排放目標,聯合國更重申人類社會必須強化面對極端氣候的調適能力,透過跨領域的資訊共享與合作,建立環境、經濟、社會等各面向韌性。

在各類生產者中,看天吃飯的農民最擔心極端氣候影響收成,農產歉收也將導致糧食短缺、物價上漲,並影響民生經濟。因此,了解氣候變遷對農民的影響,有助及早研擬因應對策。

中研院經濟研究所莊雅婷助研究員以環境經濟學為研究方法,選擇印度作為實證區域,研究降雨量的變化對不同地區、不同類型農民的生計影響,從中探索農民因應天災所發展出的生存之道。

印度農民接受莊雅婷訪談,分享面對降雨衝擊時有何生計調整策略。圖/莊雅婷

農業收益的重要指標

印度是世界糧食出口大國,廣大的國土包含熱帶、亞熱帶、溫帶等不同氣候風貌,再加上各省份的風俗民情各異,塑造出多樣的地理環境、天氣型態及文化特色,有利降低研究取樣上的偏差。

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此外,印度在 1970、1981 及 1998 年進行了大規模的農業人口普查,對於各種農業及非農業收入有詳細的統計數據。

莊雅婷共採用 230 個村莊、30 年跨度的印度農業人口普查數據,以及美國德拉瓦大學(University of Delaware)氣候研究中心 1900 至 2008 年蒐集的印度月降雨量和月均溫數據,並請益農業氣候科學家後得知:

6 月平均氣溫、6 至 9 月季風降雨(雨季)是影響印度農作收成的關鍵時期,而「溫度」及「降雨量」是科學家了解氣候變遷如何威脅農業收益的重要指標。

經統計 1970、1981、1998 年印度農業普查數據,繪製之印度季風降雨(雨季)情形分布圖,雨季的平均降雨量為 823 毫米,廣大的國土包含不同的天氣型態。圖/研之有物(資料來源|莊雅婷)

其中,美國德拉瓦大學氣候研究中心數據的優點是,能透過經緯度比對地理區位及空間資料,運用當期降雨量與 20 年歷史氣候資料同期平均值之偏差值,來表示當年雨量與歷史趨勢的差異。

此外,為了確定農民收入與氣候條件之間的連動性,排除與其他變因的交互影響,研究中設定的固定變因包括:家庭規模、村莊人口、戶主年齡及教育程度、農業經驗及替代技能等;環境固定變因則包括:種植模式、土壤類型、村莊特性及農村到城市距離。

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藉由上述變因設定,控制非農業工作的可及性、不同區域勞動價格的內生變因,降低歷史天氣模式與非農業收入的交互影響。

降雨量如何影響農民

印度研究人員進駐網路不發達的農村後,以土法煉鋼方式測量年降雨量。其中一處農村的年降雨量(1986-1995、2001-2009)最少 248.4 毫米、最多 981 毫米,落差之大不但影響農業收入,也連帶影響農民的生計策略。圖/莊雅婷

臺灣諺語常以「風頭水尾」形容農業條件欠佳的環境,令人好奇的是,對比長年風調雨順的地區,哪類環境下的農民較能調適氣候變遷帶來的威脅?

莊雅婷發現,與以往研究結果類似之處在於,降雨量的變化對印度農民的農業收入有顯著影響,而農民傾向透過收入多樣化來調適降雨衝擊(rainfall shock)。

然而,在分析歷史降雨量變化並實地訪談後卻有意外發現:

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歷史降雨量變化較小的地區,雖有氣候穩定優勢,一旦降雨驟變,農業收入與總收入的下降程度卻遠高於降雨量變化大的地區!

莊雅婷進一步根據土地大小及經濟規模,將農民分成:有自耕地的大農、中農、小農,以及無自耕地的農民,並初步分析 4 類農民面對降雨衝擊的收入狀況。

大農與中農通常具備較佳的經營管理能力與資源,例如能建置完善的儲水灌溉系統,因而農業收入雖受到降雨衝擊,但下降程度不大。

小農在一般情況下,靠著耕作小規模農地過著自給自足的生活,但相對缺乏其他替代收入,一旦面臨降雨衝擊,收入反而下降最多。

無自耕地的農民類似臺灣租地耕作的佃農,在農作收入較不穩定的情況下,已習慣兼差非農業工作貼補家用,比方投入村莊附近的建築營造工作。因此,在面對降雨衝擊時,較能迅速調整工作型態,收入下降程度比小農低。

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4 類農民面對降雨衝擊的收入狀況。圖/研之有物

以往的農業輔導政策較常聚焦在氣候變遷劇烈、生產條件不佳的地區,但莊雅婷的研究指出:

過去氣候條件穩定、甚少災荒澇旱的地區,反而容易受到氣候變遷的影響,其弱點在於農民缺乏應變經驗,難以在短時間內應對氣候變遷帶來的生計衝擊。

至於歷史降雨量變化較大的地區,多數農民已藉由代代相傳的生活經驗,建立起農業以外的收入來源、工作技能與求職人脈,降低氣候不佳對收入的影響。

該研究點出過往農業政策忽略之處,提醒在強化氣候變遷適應力的準備工作中,應考量農民行為與當地歷史氣候條件的交互影響,引導農民保有居安思危的觀念,及早研擬因應氣候變遷的對策。

現地訪談找真相

莊雅婷不僅從事歷史數據的量化分析,更實際前往田野訪談印度農民、收集第一手資料。圖/莊雅婷

大膽假設、小心求證,向來是做研究應秉持的原則。莊雅婷在進行量化分析時,也輔以工作坊、現地訪談等方法,過程中不僅獲得許多設立假說的靈感,更能得到深入剖析社會現象的觀點。

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在印度進行田野調查時,恰巧其他印度研究團隊也在同一區域進行農民收入調查,兩方同時觀察到:當時年不佳時,大農地主通常以低於平時的工資雇用農民。

印度研究團隊認為,這是大農地主趁機剝削受雇農民,但莊雅婷在訪談農民後卻得到完全相反的答案。

原來這是地區社群的互助默契,大農地主在乾旱或澇災時提供工作機會,受雇農民也願意在農作欠收時降低工資,彼此相互體諒、一起度小月。

如何不帶偏見探討現象背後的成因,是莊雅婷走入田野時經常自我提醒的一點。

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走進田野的經濟學家

中研院經濟研究所莊雅婷助研究員。圖/研之有物

在偌大的經濟學領域中,莊雅婷選擇環境經濟學、發展經濟學、行為經濟學作為研究領域。在求學過程中了解到環境對人類行為的影響力,藉由分析個人和群體的經濟行為後,能將統計數據回饋到政策執行面上,有助改善環境和社會管理方式。

「經世致用」是經濟學有趣迷人之處,更讓莊雅婷維持源源不絕的研究熱情!

回憶起與印度的不解之緣,源自在印度工作半年多期間,接觸到發展中國家的實際狀況,親眼見到當地貧富差距之大,讓莊雅婷在心中埋下關心貧窮議題的種子。

就讀碩士班期間,在柬埔寨進行農村貧戶家計與微型貸款研究時,更聽聞無力擺脫貧窮的家庭想將女兒送給同行的美國研究人員,此舉讓她深受震撼!「我總會自問:我的研究能為當地人帶來什麼幫助?」

因著生命中的種種機緣,莊雅婷將研究能量聚焦在環境、貧窮及性別等具公益性的議題上,隻身前往東南亞多國農村進行研究,這不僅要抱持不怕困難的勇氣,更培養出因地制宜的反應力。

要在人生地不熟的異國做研究並不容易,需要與熟悉當地生態的「地頭蛇」建立良好關係,再經由他們連結在地人脈,讓農民願意暫時放下手邊工作來配合訪談。

莊雅婷曾遇到一位退休的老先生願意不收分文擔任翻譯,只因得知有遠自臺灣來的朋友,想要傾聽這群無名小農的故事。

一路走來並非總是一帆風順,但喜歡與人交流的莊雅婷牢記每一次與受訪者互動的美好經驗。對研究的熱情、人們釋出的善意,使她面對各種艱難挑戰時,得以發揮超強耐力,更是疲憊至極時「滿血復活」的最佳養分。

2018 年美國耶魯大學經濟學教授諾德豪斯(William D. Nordhaus)、紐約大學經濟學教授羅默(Paul Romer)以總體經濟學模型,找出氣候變遷與經濟成長的關係,同獲諾貝爾經濟學獎。在此之前,誰能料到「環境經濟學」會成為一門顯學。

這讓莊雅婷相信,在研究領域中無需為了追求潮流而惶惶不安,重要的是堅持自己的初衷,盡心耕耘終能有所收穫!

隻身前往印度田調並不容易,莊雅婷憑著對研究的熱情、當地人的支持,從中獲得許多設立假說、剖析社會現象的觀點。圖為拜訪印度當地女性存錢互助會,訪問微型貸款相關政策。圖/莊雅婷

延伸閱讀

  1. 莊雅婷老師個人網站
  2. Yating Chuang (2019). “Climate Variability, Rainfall Shocks, and Farmers’ Income Diversification in India”. Economics Letters, 174: 55-61.
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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook