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雲林虎尾水稻田在都市熱島生態與降溫功能

文:林子平、吳宜臻
首圖:ChatGPT

1.水稻的意義與效益

雲林作為臺灣最大的水稻產地之一,其種植歷史可追溯至清領時期,跨越數個世代至今。縣內各鄉鎮的稻米種類各具特色,許多地區推出具有當地文化底蘊的稻米品牌,積極推廣米食文化與鄉村風情,讓水稻成為不僅僅是主食的象徵,更是一種地方文化的體現。水稻不僅在飲食上深植人心,還形塑了獨特的鄉村地景。此外,稻田水面的廣泛覆蓋,提供一定程度的微氣候調節降溫,不僅有利於農業生態,也惠及周遭社區居民,成為外部性的公共利益。

2.虎尾地區與水稻

根據108 年第2 期作雲林縣各鄉鎮的稻米生產統計,虎尾的每公頃稻米平均產量在雲林縣排行第六,顯示虎尾鎮的居民生活和水稻息息相關(圖1)。然而,從虎尾鎮綠地與溫度分布圖和建國一村、建國二村周邊水稻和旱作分布與溫度圖(圖2)來看,現今虎尾鎮市區已是熱區,若未來依照現有的都市計畫發展雲林高鐵特區,極可能成為新的熱區,導致雲林高鐵特區與虎尾鎮舊市區兩個鄰近的熱區融合,造成更嚴重的熱島問題。且目前水稻和旱作的種植區在相對高溫的地區,農民已有熱壓力風險。因此,極需關注與改善此現況,確保虎尾鎮的水稻農業發展和居民生活的公正性與持續性。

圖1 108 年第2 期作雲林縣前十鄉鎮稻米生產統計表
(資料來源:農業部農業金融署)
圖2 (左)虎尾鎮綠地與溫度分布圖;(右)建國一村、建國二村周邊水稻和旱作分布與溫度圖
(資料來源:CODiS 氣候觀測資料、劉為光老師提供)

3.氣候變遷對水稻的影響

根據農業部農糧署在98年2月(第200期)所發表的報告,氣候變遷對糧食作物的影響可從四個主要面向來看:高溫、高濃度二氧化碳、病蟲害猖獗及極端氣候頻繁。其中,高溫所帶來的挑戰尤為明顯,經常導致稻米品質與產量的下降。

國際稻米研究所(IRRI)研究指出,夜間氣溫的上升不僅增加作物的呼吸作用,還會使作物損失碳水化合物累積,間接影響產量。具體而言,夜溫每增加1℃,稻米的產量便會驟降10%。如表1所示,作物開花期的最適溫度在30~33℃,最高溫度為35℃。然而當出現超過36.5℃的高溫時,溫度對水稻產量的負面影響會加劇。此外,氣溫上升與作物生育期之間存在著密切的關係。氣溫上升1.1至2.4℃時,稻米的生長期將提前,進一步對稻米品質和產量造成損害。

隨著溫度升高,雜草的生長也隨之增加,為病蟲害的繁殖提供有利的環境,助長病原體和害蟲的數量,進而引發更嚴重的病蟲害問題。這不僅對稻米的產量造成了重大威脅,甚至增加了農民在病蟲害防治上所需投入的成本和資源。

表1 水稻不同生長階段對不同溫度之反應

生長階段最低溫度 (°C)最高溫度 (°C)最適溫度 (°C)
發芽期104520~35
出苗期12~133525~30
長根期163525~28
葉伸長期7~124531
分蘖期9~163325~31
幼穗開始原體發生期15
幼穗分化期15~2038
花粉期(開花期)223530~33
成熟期12~183020~25
(資料來源:Yoshida,1977)

3-1 稻米的白堊質期

根據CNS2424國家糙米分級標準規範,白粉質粒(白堊質粒)之定義為「米粒外觀呈現不透明或白粉質狀,且占米粒二分之一以上者」,除造成糙米或白米外觀品質減損之外,也容易在碾米時產生碎粒,增加碾製過程的損耗成本,並降低米飯口感。(臺南區農業專訊,2022)一期作稻米在抽穗後的榖粒充實期間最容易受到高溫影響。雲林地區一期作水稻的抽穗期多集中於五月,隨著暖化現象加劇,五月平均氣溫逐年上升。110年5月氣溫達28.8℃,創近十年新高,導致稻米白堊質比例顯著增加,進而影響米粒品質與市場價值。(圖3)

圖3  雲嘉南地區100年至110年度5月平均氣溫變化
(資料來源:臺南區農業專訊,2022)

3-2 溫度對水稻品質和產量的直接影響

當日均溫超過28℃,高溫對水稻白堊質的影響尤為顯著(Gilmore, Jr. E. C., and J. S. Rogers. 1958. Heat units as a method of measuring maturity in corn.Agron. J. 50: 600-615.) ,尤其抽穗後15天內的高溫會使白堊質比例大幅增加。當日均溫達29.2℃時,白堊質粒比例可能超過50%。此外,夜間氣溫每升高1℃,稻米產量會下降10%,白堊質率也隨之上升。而高溫、焚風及下雨等天氣因素,導致越晚收成的稻作越容易出現胴裂米,造成碾米率下降,碎米增加,品質受損。

3-3 高溫對稻米的公正議題

升溫導致稻米的收成提前,並且影響了其品質和產量。在氣候變遷升溫2℃的情況下,水稻第一期在台灣減少9.3%產量,其中以北部最嚴重,東部及桃竹苗地區也有明顯減產。(林子平,2024,《溫度的正義》)由此可見,雲嘉南地區不僅是台灣稻米產量最高的地區,也是相對於其他地區受氣候變遷影響較小的地方。在這樣的氣候背景下,選擇更適合耕種的區域能夠提升稻米的品質,才能增進農民的收益。因此,持續種植水稻是對農民更具公正性的選項,保障他們的生計和未來發展。

4.虎尾水稻種植的未來

虎尾鎮面對多重氣候風險與氣候變遷帶來的挑戰,選擇持續種植水稻不僅是對農業生計的公正性,更是對生態環境的正義。水稻作為雲林多數鄉鎮的主要農作物,其生態價值與文化意義不容小覷。水稻田不僅提供了農業產品、調節微氣候、減少城市熱島效應,並為當地生物多樣性提供棲息地。因此,持續種植水稻,不論在經濟、社會和環境層面皆為有效應對氣候變遷影響的重要策略。

面對氣候風險的調適策略可分為兩個面向,改善都市基盤與提升水稻本身之韌性。改善都市基盤像是建立滯洪池以側面補水維持水稻種植。提升水稻本身之韌性包括選擇適性高溫之品種、合理化的施肥與改善病蟲害防治策略。在考慮虎尾鎮發展的過程中,需在維持生活習慣的同時保障農民和公眾的公正性。這樣不僅有助於提升農業的持續性,還能增強社區的韌性,確保未來在環境風險和氣候變遷的挑戰下,虎尾鎮的水稻文化和農民的生計得以持續。

成功大學建築系建築環境控制領域特聘教授,主持建築與氣候研究室(BCLab)。研究專長涵蓋人體熱舒適、微氣候調適、都市氣候與建築設計整合等。

成功大學建築系環境控制組,碩士生。研究關注都市體感溫度評估及氣候地圖可視化。


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