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生存遊戲,災難贏家哀矜勿喜

李柏昱
・2014/08/28 ・1561字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

災難發生之後,不論是洪水、地震,還是恐怖攻擊,除了造成人命與財物損失,位處災區的企業更將面臨一場條件嚴峻的生存遊戲,災難如何影響災區經濟攸關災後重建的策略,也會影響災民收入所得的增減,不可輕忽!

災難對硬體設施的毀損加上人員傷亡、市場萎縮、原料供應中斷等等,再三考驗企業災後調適的能力。圖為卡崔娜過後位於災區的一間麥當勞(圖片來源:Wikimedia Commons 作者:Gray Mark Smith)。
災難對硬體設施的毀損加上人員傷亡、市場萎縮、原料供應中斷等等,再三考驗企業災後調適的能力。圖為卡崔娜過後位於災區的一間麥當勞(圖片來源:Wikimedia Commons 作者:Gray Mark Smith)。

災難如何影響當地企業?

災難會產生贏家與輸家,過去的理論認為企業在面對災難時,脆弱性主要來自資本、勞力、市場與原料供給者的損失;災後各種原料供應、設備服務與水電系統的中斷,以及因為消費者傷亡、搬遷或是運輸系統受損而萎縮的市場,對於災後企業求生經常造成嚴重的打擊,中小企業面臨的情況更為險峻。

此外,災難會造成災區內消費需求的改變,當地企業可能因為無法熬過這段時期而倒閉。短期改變像是營建相關產業需求增加,或是對奢侈品的需求減少;長期改變則像是居民永久搬離,或是重建後新移入居民的需求不同等等。浩劫過後災區內的企業除了軟硬體受創,更需要適應災後全然不同的社會經濟環境。

區域經濟越挫越勇?

上述情況皆是針對個別企業而言,然而總體經濟在災後的表現會是如何呢?雖然位於災區中央受災最慘烈的企業可能全軍覆沒,但如果放大空間尺度,大範圍的經濟活動在對付災難上其實頗具彈性,甚至在災後會有更佳的經濟表現。在較大空間範圍的研究中,災難多半只會有短期的負面影響,長期而言影響微乎其微,無論是地震、颱風、洪水還是恐怖攻擊都是如此。

這種總體與個體經濟災後表現的差異,可能原因除了研究取樣上的不同,也因為災難扮演一種「催化劑」的角色,加速淘汰市場裡本來就已經快不行的企業,這些企業倒閉後釋出的勞力與資源被更健康以及更具產能的企業所吸收,反而能提高總體經濟活動的產能。

另外,就整體經濟的角度而言,災後受益的產業所增加的收入與產值,可能會大過受害產業的損失,比方說大量的重建需求,產值便可能大於奢華珠寶銷售額的下滑,災民搬遷到未受災的地區時也會產生新的經濟機會與消費需求。

災害調適與防災準備徒勞無功?

弔詭的是,在過去的研究中,發現企業在災害調適與防災準備上的投入,卻與企業是否能熬過災難無顯著關聯。學界解釋可能因為個別企業在這在災害防備上投入的努力差異不大,導致無法證明投入越多越能抵禦災難的影響;或者因為企業過於強調硬體的堅固性,而忽略災後面對與外界中斷聯繫時的因應策略,畢竟在一片廢墟中若只有你的廠房屹立不搖,對於試圖熬過災後的營運困境恐怕也不會有什麼幫助。

然而,一般對於災後重建跟災區復原的觀點強調要「恢復災前的狀態」,就企業的經營來說,便是希望讓企業的生產力與服務回到災前水平。殘酷的是,對於某些無法適應災變後市場的企業而言,這代表了關門大吉。即便透過借貸或其他補助來試圖恢復或維持災前生產力,在多次災難的研究中也被證實是徒勞無功。

簡言之,整體經濟受災難的影響多為短期,甚至表現更佳;對於企業經營者而言,更加需要重視災後營運方針的調整,以符合環境與市場的改變,唯有如此,才有可能在這場災難帶來的生存遊戲中生存下去。(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/2014年/7月)

責任編輯:鄭國威│元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。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!

文章難易度
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。


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如何幫畜牧業減排溫室氣體?——教會小奶牛上廁所,可有效降低「一氧化二氮」排放!

阿咏_96
・2021/10/17 ・2612字 ・閱讀時間約 5 分鐘

近年來,大眾對於「氣候變遷」這個詞越來越不陌生,國際間也會簽訂不同協議與政策,來減緩溫室氣體的排放,講到這邊,我們通常會想到化石燃料的使用,但較少被人們注意到的是,畜牧業也是排放甲烷、二氧化碳、一氧化二氮等溫室氣體的大宗,甚至會造成水污染及空氣污染。

最近由心理學家團隊發表的研究,提出一種可能的解決方案,以減少畜牧業對環境的影響,也就是——「教小奶牛上廁所」!

看到這邊一定頭上冒出好幾個問號,為什麼畜牧業會對氣候變遷造成影響?是哪方面的影響?為什麼教奶牛尿尿可能可以減緩對環境的衝擊呢?要怎麼教?

圖/Pixabay

畜牧業和氣候變遷到底有什麼關係?

首先,根據聯合國糧食與農業組織 (FAO) 的報告,全球畜牧業每年約排放 7.1 兆噸的二氧化碳,大約是人為排放溫室氣體的 14.5%,其中,牛是排放量最大的物種,佔畜牧業排放量的 65 %,而大約來自於腸道發酵、糞便儲存與加工、飼料生產過程、其他能源使用等活動,FAO 也提出了目前評估可實行的減緩方案,其中一項便是提高奶牛的飼料開發以及飼養技術,來減少消化過程中和分解糞便時產生的甲烷 (CH4) 與一氧化二氮 (N2O) 。

而這篇研究的主角之一就是一氧化二氮 (N2O) ,雖然它只佔全球溫室氣體總排放量的 5% ,但它把熱留在地球的能力卻將近是二氧化碳的 300 倍!除此之外,每次排放的一氧化二氮 (N2O) 都會停留在大氣中超過一世紀,可以說是一種「長壽」的溫室氣體。從 1990 年起,紐西蘭的一氧化二氮排放量增加了五成,主要是來自乳製品業擴展以及氮肥使用,因此紐西蘭政府制定了一個目標,要在 2050 年之前將一氧化二氮的排放減少到淨零。

但這和牛有什麼關係呢?

紐西蘭的一氧化二氮排放量增加與乳製品業擴展有關。 圖/Pixabay

從「牛尿尿」開始的氮旅程

原因是牛尿液中氮含量很高,而動物尿液中的氮來源主要是尿素  (CH₄N₂O),在紐西蘭和澳洲,通常將牛飼養在戶外,牠們排尿之後,就開始一趟名為「氮循環」的旅程,首先尿素會迅速在土壤裡被水解成銨鹽 (NH4+) ,再經過微生物「亞硝化菌」氧化成亞硝酸根 (No2),接著,另外一群微生物「硝化菌」,將亞硝酸鹽 (No2) 再氧化成硝酸根 (NO3),以上的過程稱為「硝化作用 (Nitrification) 」。

當然,旅程還沒有結束,另一群稱作「脱硝菌」或「脫氮菌」的微生物會將硝酸鹽還原成氮氣 (N2),叫做「去硝化作用」或「脫氮作用」,而一氧化二氮 (N2O) 是反應的中間產物,會直接被釋放到大氣中。

難道把牛飼養在牛舍裡就沒有問題了嗎?

代誌不是憨人想得這麼簡單!當牛尿液中的氮和地板上的糞便混在一起時,會產生另一種空氣污染物——氨 (NH4)。

File:Nitrogen Cycle 2.svg
生態環境中的氮循環系統。細菌在其中扮演了關鍵角色,將氮源轉換為各種化合物,能夠被生物利用。圖/WIKIPEDIA

所以,如果牛的尿液可以被收集處理,裡面所含的氮就可以被轉換,減緩對環境的衝擊,但是要怎麼收集牛的尿液呢?

最直接的方式就是,教小牛到「廁所」裡尿尿。

要怎麼教會小牛尿尿?獎勵和拆解步驟是關鍵

研究團隊利用行為心理學的原理,訓練小牛到特定的地方排尿,這個原理便稱為「操作制約 (Operant Conditioning)」,由美國哈佛大學心理學教授史金納 (B.F. Skinner) 於 1938 年提出,當時有個著名的動物實驗稱為「史金納箱 (Skinner Box)」,將飢餓的小白鼠放在箱子裡,內有電動裝置紀錄動物的正確反應次數和頻率,因飢餓不安而活動的小白鼠,偶然壓到槓桿就會得到少量食物,當以後小白鼠看到槓桿,再去壓桿的頻率就會比以前高。對小白鼠來說,因反應而出現的食物是「強化物」,對壓桿這個「操作性反應」產生了強化作用。

除此之外,他們還運用訓練小孩上廁所,一種叫做「反向鏈接技術 (Backward Chaining Technique) 」的方式,將目標拆解成小步驟,從最後一步開始訓練到第一步。

首先,小牛被限制在圍欄設置成的廁所區域裡,當小牛排尿後再給予牠們喜歡的食物進行強化。然後,把小牛帶到圍欄外的一條走廊上,並再次強化進去廁所裡尿尿的行為,如果小牛在走廊上就排尿,便會用讓牠稍微不開心的噴水阻止牠。

經過幾次強化訓練,他們訓練的八頭小牛中,有七隻學會了在廁所尿尿,而且學習的速度和人類小孩差不多快!牠們大約只受了 15 天的訓練,大部分的小牛在 20 至 25 次排尿後學會了整套,比三到四歲的人類小孩還快。

小奶牛在廁所尿尿的影片。資料來源/參考資料 1

由此,研究團隊得到了兩個結論,第一是牛能夠學會注意自己的排尿反射,在準備尿尿時會移動到廁所裡;第二,在可以得到獎勵的情況下,牠們學會先憋尿,除非到了正確的地方。

牛牛學會了,然後呢?

在知道可以訓練牛牛到廁所排尿後,下一步要怎麼做才能夠離減排溫室氣體的目標越來越近呢?

作者認為希望未來可以優化廁所裝置,自動檢測排尿以及給予獎勵,就像是放大版的史金納箱一樣。除技術層面外,像是紐西蘭、澳洲等地的畜牧業,大多將牛飼養在開放的圍場,應該要把廁所設在哪裡,或者牛願意走多遠過來上廁所,都是需要進一步了解的問題,也才能夠將這項技術真正運用在不同國家的畜牧業,實際做到減緩畜牧業對氣候變遷的影響。

參考資料

  1. Dirksen, N., Langbein, J., Schrader, L., Puppe, B., Elliffe, D., Siebert, K., … & Matthews, L. (2021). Learned control of urinary reflexes in cattle to help reduce greenhouse gas emissions. Current Biology, 31(17), R1033-R1034.
  2. Gerber, P. J., Steinfeld, H., Henderson, B., Mottet, A., Opio, C., Dijkman, J., … & Tempio, G. (2013). Tackling climate change through livestock: a global assessment of emissions and mitigation opportunities. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).
  3. 張春興(民80)。教育心理學:三化取向的理論與實踐。台灣東華書局。
  4. Backward Chaining Technique
  5. 全國法規資料庫:空氣污染防治法施行細則
  6. The science of nitrous oxide

阿咏_96
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