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當寒暑成災(一):微氣候護農糧?

陳 慈忻
・2014/06/19 ・2822字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

USDA_and_UK-ADAS_textural_triangle
土壤粒徑分級中的USDA系統,將土壤由大至小分為砂粒(sand)、粉砂粒(silt)、黏土(clay)。/來源:wiki

中國文化大學依傍在大屯山群間,陳守泓教授坐在研究室,窗外就是紗帽山、七星山和大屯山,儘管如此,作為地理系新進老師的他並不清閒,每個星期要教授集水區分析、地理資訊系統應用、航測概論、環境永續發展、氣候學、土壤學等課程,他開玩笑的說,有點懷念以前在行政院農委會農業試驗所當助理研究員的日子,那時他專心一意的研究「作物生長環境要素」。從陳守泓的談吐與課表,散發著自然地理的魅力,本專題邀請陳守泓暢談氣象因素對農作物生長影響。
 
四季循環 作物需要面各種氣候挑戰
 
其實在糧食安全的主題下不會使用寒災、暑災等名詞,因氣象事件影響糧食作物生長的機制不只是在冬天和夏天,作物生長在一年四季不同的節氣會面臨到各種危機,從農委會出版的農業年報的天然災害分類來看,有雨害、風害、寒害、旱害,就農糧專家而言,這些氣象災害可以從一整年的氣候周期來看。

農業年報會提供每一年的災害及對應的災害損失的統計資料,不同天然災害對於不同種作物、不同地區造成的影響程度不同。以一年剛開頭因低溫而發生的「寒害」來說,就不會對已收割完的水稻造成損失,但是對一些熱帶的果樹就會造成影響,其影響又可分為即時性和延時性兩種。
 
例如蓮霧就是會受寒害即時性影響的果樹,儘管在中部地區蓮霧是夏季生產的水果,屏東縣因緯度較低而可以在冬天生產蓮霧,藉由季節錯開取得生產的優勢,但是寒流來的時候蓮霧就無法承受低溫而產生「裂果」的生理反應。另外一些春季開花、夏季結果的果樹,例如楊貴妃愛吃的荔枝,它的花會因為寒害而發生即時性的萎凋或開花時間延後的延時性影響。
 
「旱害」反而比較少發生在夏天,而是發生在梅雨季節,因為整個冬天都屬於雨量少的狀態下,梅雨要是來的晚或來的少,就會發生旱害,尤其是靠降雨而非灌溉系統的山坡地作物,例如春茶,農民一年就等這一批,如果因缺乏雨水而長不好,會造成嚴重的經濟損失;相反的如果梅雨來的太多,也會發生雨害。
 
最嚴重的「雨害」發生在夏季,不只是因為颱風豪雨的關係,同時也因為許多作物在這個季節收成,經濟損失特別大。受雨災影響最嚴重的作物是蔬菜,每到颱風過後蔬菜都特別貴,其實不是因為蔬菜本身被颱風吹倒,而是因為大雨後的菜葉類作物急需排水,依生理機制將氣孔打開後,剛好颱風過後出大太陽,使蔬菜容易萎凋、腐爛。在這種情形下,土質較疏鬆、排水性能較好的土壤,可以對雨災有較好的抵禦能力,但是排水性較好的土壤同時無法保持濕潤,面對旱害的調適能力則較差。
 
不過彰化、雲林一代會成為台灣重要的蔬菜栽培區不是沒有原因的,陳守泓指出,現今我們彰化、雲林所看到的菜園主要位於濁水溪新舊河道所沖積出的土地上。在土壤質地分類中,依粒徑大小分為砂(sand,粒徑大於0.05mm)、坋土(silt,粒徑介於0.002~0.05mm)、黏土(clay,粒徑小於0.002mm),由於濁水溪的沖積扇的土壤屬於砂質沖積土,含黏土成分最低,因此可以同時具砂質土壤的有排水性和粉砂質土壤的涵水力。因此許多農民會運用「客土」的方式,就是指挖適合種植作物的土壤來自己的農地用。
 
溫度:影響農作生長的重要環境因子
 
寒害時溫度急速降低會對作物產生影響,但是溫度降低的機制是什麼?一般溫度下降的機制包括「輻射冷卻」與「平流冷卻」兩種。尤其在春秋兩季,白天萬里晴空的狀況下,夜晚的地表溫度反而降低的更快,因為乾爽的天氣缺乏水氣這種重要的溫室氣體,留不住地表溫度,稱為輻射冷卻;但是導致寒害的降溫機制則是平流冷卻,因為在強烈大陸冷氣團入侵之下,大面積的冷空氣隨著高壓入境造成溫度下降,比起輻射冷卻只持續一個夜晚的影響更久,溫度下降的程度也更大。
 
不過,在一般氣象觀測站所量測之溫度無法作為參考,因為標準的測量規範,溫度計必須置於陽光曝曬不到的地方,然而作物大多直接曝曬在陽光之下,因此作物本身的溫度需要另外觀測。
 
科學上怎麼描述溫度對作物生長的影響?「積溫法」是衡量作物成熟的農業科學方法,其理論假設不考慮日照長度、光強度、 病蟲害、水分等情況下,超出生長基礎溫度的溫度(base temperature,即作物生長至少需要的溫度),與作物的生長速率為一直線的關係。例如水稻的基礎溫度是10度C,則當日最高溫度與最低溫度的平均,再減去基礎溫度,則是該日的「有效積溫」,透過實驗,從作物栽種到作物成熟期間,將每一日的有效積溫累加起來,可以量測出不同作物達到成熟期所需的總有效積溫,進而應用在作物的栽培管理上。
 
微氣候經營 保護作物度災
 
除了不同的氣象事件會導致各種農業災害外,同樣的氣象事件在同種作物上產生的效應,也可能因農民的栽培技術而產生差異,而每種農作物所生長的高度不同,實際影響作物生長狀況的不是氣象站位置所量測到的環境因子監測數據,而是實際在作物生長的垂直、水平範圍內的環境因子狀態,稱為作物生長的「微氣候」。
 
如果栽種密度過高,行株距過窄的情況下,會導致作物無法通風、產生悶熱,因微氣候狀態產生的後續影響包括不通風而授粉不易,或因溫度過高而熱死或衍生病害:例如水稻在夏天有可能產生稻熱病,除了種植過密導致溫度較高容易有稻熱病外,種植過密也會促使稻熱病在植株間傳播。此外,些微的溫差也會導致結果品質的差異,這些都是農民可能要負擔的經濟成本,要與經濟利益一起考量。
 
微氣候是可以經營的,常見的微氣候經營是用來管理作物裁培,譬如蓮霧栽培時,有時會看到農民將蓮霧果實包起來,是為了要「催花」,因為遮光可以促進花芽分化。
 
不過微氣候經營也可以應用在寒害的防範上,陳守泓做過一個葡萄抗寒的研究,儘管寒流來襲之下無法避免平流冷卻,但是可以在小範圍內經營相對溫暖微氣候。陳守泓帶著學生、助理在果園內燒好幾桶熱水,使得水氣增加的情況下能吸收更多的長波輻射,避免熱量散失,進而達到溫室效果。經過對照組的產量比較,證實這個措施是有效的寒害防範方式。
 
農民經年累月的經驗,有自己一套因應氣候的方式,然而某些風險仍不可避免地造成生計損失,如何降低農業風險,乃至於如何共同承擔農業風險,是當代公民值得關注的課題。(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)

 

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

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陳 慈忻
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在丹麥的博士生,專長是用機器學習探索人類生活空間,正在研究都市環境變遷與人類健康的關係。曾擔任防災科普小組編輯、社會創新電子報主編。

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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風力發電機使夜晚地表氣溫升高
陸子鈞
・2012/06/08 ・346字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 494 ・六年級

一項新的研究發現,風力發電大大地改變了當地的氣候,特別是夜間的溫度。德州中西部有著世界上最大的四座風力發電廠,科學家利用量測熱島效應( urban heat islands)的方法,檢視一萬平方公里的衛星影像後發現,從2003年到2011年的夏季,超過95%有風力發電機的區域較沒有的區域夜間地表溫度平均高出0.65°C。一般情況下,在夜間,越接近地表的空氣溫度較低,而風扇會攪動空氣,將上層較溫暖的空氣帶到地表。這項研究發表在《自然‧氣候變遷》(Nature Climate Change),是首次透過衛星發現氣溫上升的證據,而不是僅在電腦模擬。科學家強調,該地區暖化的成因很簡單,就是風力發電快速發展,若拆除風扇這效應則會消失。

資料來源:ScienceShot: Wind Farms Warm the Night [29 April 2012]

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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當寒暑成災(一):微氣候護農糧?
陳 慈忻
・2014/06/19 ・2822字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

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土壤粒徑分級中的USDA系統,將土壤由大至小分為砂粒(sand)、粉砂粒(silt)、黏土(clay)。/來源:wiki

中國文化大學依傍在大屯山群間,陳守泓教授坐在研究室,窗外就是紗帽山、七星山和大屯山,儘管如此,作為地理系新進老師的他並不清閒,每個星期要教授集水區分析、地理資訊系統應用、航測概論、環境永續發展、氣候學、土壤學等課程,他開玩笑的說,有點懷念以前在行政院農委會農業試驗所當助理研究員的日子,那時他專心一意的研究「作物生長環境要素」。從陳守泓的談吐與課表,散發著自然地理的魅力,本專題邀請陳守泓暢談氣象因素對農作物生長影響。
 
四季循環 作物需要面各種氣候挑戰
 
其實在糧食安全的主題下不會使用寒災、暑災等名詞,因氣象事件影響糧食作物生長的機制不只是在冬天和夏天,作物生長在一年四季不同的節氣會面臨到各種危機,從農委會出版的農業年報的天然災害分類來看,有雨害、風害、寒害、旱害,就農糧專家而言,這些氣象災害可以從一整年的氣候周期來看。

農業年報會提供每一年的災害及對應的災害損失的統計資料,不同天然災害對於不同種作物、不同地區造成的影響程度不同。以一年剛開頭因低溫而發生的「寒害」來說,就不會對已收割完的水稻造成損失,但是對一些熱帶的果樹就會造成影響,其影響又可分為即時性和延時性兩種。
 
例如蓮霧就是會受寒害即時性影響的果樹,儘管在中部地區蓮霧是夏季生產的水果,屏東縣因緯度較低而可以在冬天生產蓮霧,藉由季節錯開取得生產的優勢,但是寒流來的時候蓮霧就無法承受低溫而產生「裂果」的生理反應。另外一些春季開花、夏季結果的果樹,例如楊貴妃愛吃的荔枝,它的花會因為寒害而發生即時性的萎凋或開花時間延後的延時性影響。
 
「旱害」反而比較少發生在夏天,而是發生在梅雨季節,因為整個冬天都屬於雨量少的狀態下,梅雨要是來的晚或來的少,就會發生旱害,尤其是靠降雨而非灌溉系統的山坡地作物,例如春茶,農民一年就等這一批,如果因缺乏雨水而長不好,會造成嚴重的經濟損失;相反的如果梅雨來的太多,也會發生雨害。
 
最嚴重的「雨害」發生在夏季,不只是因為颱風豪雨的關係,同時也因為許多作物在這個季節收成,經濟損失特別大。受雨災影響最嚴重的作物是蔬菜,每到颱風過後蔬菜都特別貴,其實不是因為蔬菜本身被颱風吹倒,而是因為大雨後的菜葉類作物急需排水,依生理機制將氣孔打開後,剛好颱風過後出大太陽,使蔬菜容易萎凋、腐爛。在這種情形下,土質較疏鬆、排水性能較好的土壤,可以對雨災有較好的抵禦能力,但是排水性較好的土壤同時無法保持濕潤,面對旱害的調適能力則較差。
 
不過彰化、雲林一代會成為台灣重要的蔬菜栽培區不是沒有原因的,陳守泓指出,現今我們彰化、雲林所看到的菜園主要位於濁水溪新舊河道所沖積出的土地上。在土壤質地分類中,依粒徑大小分為砂(sand,粒徑大於0.05mm)、坋土(silt,粒徑介於0.002~0.05mm)、黏土(clay,粒徑小於0.002mm),由於濁水溪的沖積扇的土壤屬於砂質沖積土,含黏土成分最低,因此可以同時具砂質土壤的有排水性和粉砂質土壤的涵水力。因此許多農民會運用「客土」的方式,就是指挖適合種植作物的土壤來自己的農地用。
 
溫度:影響農作生長的重要環境因子
 
寒害時溫度急速降低會對作物產生影響,但是溫度降低的機制是什麼?一般溫度下降的機制包括「輻射冷卻」與「平流冷卻」兩種。尤其在春秋兩季,白天萬里晴空的狀況下,夜晚的地表溫度反而降低的更快,因為乾爽的天氣缺乏水氣這種重要的溫室氣體,留不住地表溫度,稱為輻射冷卻;但是導致寒害的降溫機制則是平流冷卻,因為在強烈大陸冷氣團入侵之下,大面積的冷空氣隨著高壓入境造成溫度下降,比起輻射冷卻只持續一個夜晚的影響更久,溫度下降的程度也更大。
 
不過,在一般氣象觀測站所量測之溫度無法作為參考,因為標準的測量規範,溫度計必須置於陽光曝曬不到的地方,然而作物大多直接曝曬在陽光之下,因此作物本身的溫度需要另外觀測。
 
科學上怎麼描述溫度對作物生長的影響?「積溫法」是衡量作物成熟的農業科學方法,其理論假設不考慮日照長度、光強度、 病蟲害、水分等情況下,超出生長基礎溫度的溫度(base temperature,即作物生長至少需要的溫度),與作物的生長速率為一直線的關係。例如水稻的基礎溫度是10度C,則當日最高溫度與最低溫度的平均,再減去基礎溫度,則是該日的「有效積溫」,透過實驗,從作物栽種到作物成熟期間,將每一日的有效積溫累加起來,可以量測出不同作物達到成熟期所需的總有效積溫,進而應用在作物的栽培管理上。
 
微氣候經營 保護作物度災
 
除了不同的氣象事件會導致各種農業災害外,同樣的氣象事件在同種作物上產生的效應,也可能因農民的栽培技術而產生差異,而每種農作物所生長的高度不同,實際影響作物生長狀況的不是氣象站位置所量測到的環境因子監測數據,而是實際在作物生長的垂直、水平範圍內的環境因子狀態,稱為作物生長的「微氣候」。
 
如果栽種密度過高,行株距過窄的情況下,會導致作物無法通風、產生悶熱,因微氣候狀態產生的後續影響包括不通風而授粉不易,或因溫度過高而熱死或衍生病害:例如水稻在夏天有可能產生稻熱病,除了種植過密導致溫度較高容易有稻熱病外,種植過密也會促使稻熱病在植株間傳播。此外,些微的溫差也會導致結果品質的差異,這些都是農民可能要負擔的經濟成本,要與經濟利益一起考量。
 
微氣候是可以經營的,常見的微氣候經營是用來管理作物裁培,譬如蓮霧栽培時,有時會看到農民將蓮霧果實包起來,是為了要「催花」,因為遮光可以促進花芽分化。
 
不過微氣候經營也可以應用在寒害的防範上,陳守泓做過一個葡萄抗寒的研究,儘管寒流來襲之下無法避免平流冷卻,但是可以在小範圍內經營相對溫暖微氣候。陳守泓帶著學生、助理在果園內燒好幾桶熱水,使得水氣增加的情況下能吸收更多的長波輻射,避免熱量散失,進而達到溫室效果。經過對照組的產量比較,證實這個措施是有效的寒害防範方式。
 
農民經年累月的經驗,有自己一套因應氣候的方式,然而某些風險仍不可避免地造成生計損失,如何降低農業風險,乃至於如何共同承擔農業風險,是當代公民值得關注的課題。(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)

 

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

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陳 慈忻
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在丹麥的博士生,專長是用機器學習探索人類生活空間,正在研究都市環境變遷與人類健康的關係。曾擔任防災科普小組編輯、社會創新電子報主編。

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全球首座垂直森林施工中
thisbigcity城事
・2012/03/01 ・679字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 479 ・五年級

作者:Catherine de LangeGreen Futures

義大利米蘭天空中,很快將出現一片森林,目前正在興建的兩棟摩天大樓,即將成為全球第一座垂直森林,由建築師波埃里(Stefano Boeri)設計的Bosco Verticale雙樓斥資6500萬美元,完成後將設有豪華公寓,每間都設有寬廣陽台,可種植約900棵小樹及其他植物,總面積為一萬平方公尺。

除了為居民提供戶外綠色空間、讓城市獲得亟需的綠景,這項計畫應該還具備多項優點,例如:

  • 過濾污染
  • 吸收二氧化碳與粉塵粒子
  • 降低建築物噪音污染
  • 改善微氣候
  • 阻擋夏季太陽輻射,節省能源
  • 減少雨水溢流、避免水患

波埃里宣稱,這些設計成本所需只比一般高樓大廈增加5%。

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表面上看來,這項概念很簡單,隨著人口增加,世界需要更多住宅用地,綠地與其向外擴張,何不向上增生?愈來愈多人也都能接受這種想法,美國芝加哥與韓國水原都出現類似計畫。

美國耶魯大學「都市生態與設計實驗室」主任費爾森(Alexander Felson)亦認為,「確實可能有助改善微氣候與空氣粒子」,但提醒「建築物若要同時支撐樹木與濕土重量,整體興建所需能源」讓人對最終是否永續存疑,他主張採取較溫和的策略,著重於綠屋頂。

本文原載於獨立專業永續團體「未來論壇」雜誌《Green Future》及 ThisBigCity城事照片來源:Daniel Iodice

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《城事》為永續城市部落格,長期發掘關於建築、設計、文化、科技、運輸、單車的都市創新構想,曾數度獲獎。《城事》網羅世界各地城市生活作者,文章曾發表於Next American City、Planetizen、Sustainable Cities Collective、IBM Smarter Cities等網站。《城事》遍尋全球,在世界奮力邁向永續的時刻,呈現城市帶來的種種機會,力求保持樂觀,但不忘批判。