圖、文:陳震桓、劉為光
首圖來源:Pexels
根據之前在雲林虎尾的訪談調查以及歷史疊圖分析,結果顯示水田轉旱作對長期耕種水稻的農民並不公平,因此本研究建議維持種植水稻以延續當地農業地景文化,並由本研究團隊中的林子平教授提出:少了地表水分調節微氣候將導致氣溫上升幅度更嚴重,並改變當地的傳統農業和生活方式。為證實此猜想也避免僅透過前次的訪談調查而得出的結論過於片面,本研究於今年初深入了解更多不同角色的聲音,除了持續訪談專家學者、社區發展協會、眷村文史團體、當地老農,也經由社區講師、投資客、當地青農得到不同的想法,在與南華大學永續綠色科技碩士學位學程的王瀚訪談過程中,王專家提到:
農業永續跟這個人類地球永續會不會衝突?根據研究是衝突的。為什麼?因為種植水稻,種植水稻浸水的時候,它會產生甲烷,那甲烷是溫室氣體之一。
可以發現此一論述與本研究產生矛盾,種植水稻過程中會在地表產生水調節微氣候,但是卻也在有水的時候產生甲烷,進而產生溫室氣體,水稻的種植究竟是造成環境升溫還是降溫呢?如果是造成升溫,那延續農業地景及生活方式是否有這樣的必要性?以下為本研究將訪談內容與文章爬梳進一步整理成兩點進行討論。
水稻田的長期湛水環境會引發溫室氣體的排放
水稻田的溫室氣體排放大致可以分為兩種,一種是土壤長時間浸水缺氧,有機質在厭氧條件下經由還原作用產生甲烷,另一種則是因氮肥施用等因素影響氧化亞氮的生成。
甲烷
關於是否有水存在的環境就會產生甲烷,威斯康辛大學湖沼學中心教授史丹利(Emily Stanley)解釋,有些河流的周圍是泥炭地、濕地或雨林,土地蘊含豐富的有機物,有機物在厭氧環境分解產生甲烷。但有些河流的高甲烷排放則跟都市與農村的人類活動有關。經高度開發的棲地,如農田排水溝、污水處理廠,或者混凝土搭建的雨水渠道,經常累積大量的有機物,形成厭氧環境,進而排放大量甲烷(環境資源中心,2023)因此,並非所有水環境都會排放大量甲烷,而是土壤要存在一定含量的有機質,且在沒有與空氣接觸的情況下生成;在一般情況下,有機質的多寡影響土壤的肥沃度,有機質越多土壤越肥沃,產量也會越高,水稻田中的甲烷排放,主要影響因素包含氣候、土壤特性、水稻品種、灌溉管理、農耕操作、有機物質添加量、肥料型態與施用量等。陸稻因無浸水,土壤通氣較佳,無明顯的甲烷釋出, 2006 IPCC 指南對於陸稻排放係數亦設為零(中華民國國家溫室氣體排放清冊報告,2024)。

氧化亞氮(一氧化二氮)
對於氧化亞氮的生成環境正好與甲烷相反,水稻田在湛水環境中,甲烷(CH4) 釋放多、氧化亞氮(N2O)釋放較少;但當水稻田排水時,則氧化亞氮(N2O)排放多、甲烷(CH4)則減少,兩種氣體在不同水分狀態互為消長(姚銘輝、陳守泓、陳述,2006)。因此水稻生產時的氧化亞氮排放,主要集中在栽培中期的排水曬田期,以及遭遇缺水灌溉的情況(錢元晧、賴朝明、楊盛行,2010)對此,王專家指出:
尤其氮肥,氮肥如果沒有經過適當運用、利用,然後施了肥要覆蓋的話,經過紫外線照射,它會產生一氧化二氮。
值得注意的是,甲烷及氧化亞氮的全球暖化潛勢(Global warming potential, GWP) 分別為27.9 及273(IPCC AR6 GWP值),代表一公噸的甲烷及氧化亞氮所造成的暖化效應是同量二氧化碳的27.9 倍及273 倍(花蓮區農業專訊第127期,2024)。並且因水稻是全台最大面積作物,2022 年,農業部門溫室氣體排放量中,水稻種植約佔18.13%。


水稻田持續種植對農民的影響
從上述水稻田對甲烷和氧化亞氮的排放及生成機制來看,若維持傳統的慣行農法,只會加劇溫室氣體的排放量,但是針對虎尾地方農民對於延續水稻的看法,虎尾鎮北溪里社區協會則提到:
是因為要輪作的關係,一定要種水稻,不然你下一批的,你種兩期的玉米,再種的時候你種不起來,一定要種水稻之後種,才會漂亮,你一直種玉米是不漂亮的。
因此可以發現水稻田對當地農民的必要性,如何讓延續水稻田這件事在環境升溫與當地需求達到平衡點變成一大課題,如果只是要求農民轉旱作好像不是長久的解決方案,或許改善農事操作和種植技術的更新能真正解決溫室氣體排放,有關減少甲烷的田區水位調節方法,水稻栽培時持續淹水會使土壤一直維持厭氧狀態而造成大量甲烷排放,因此可以透過適當強度的乾溼交替灌溉,減少土壤厭氧狀態,在不影響水稻生產情況下,降低水田甲烷排放(花蓮區農業專訊第127期,2024)。

而有效降低氧化亞氮排放,應盡可能選擇在氣溫涼爽的時機施肥(吳以健、廖崇億、鄧執庸、李誠紘、盧虎生,2023),水稻田在施肥後立即灌溉,隔絕氮肥與空氣也是一個方式(賴朝明,1997),另一方面,中興大學生命科學系終身特聘教授林幸助研究碳匯多年,2022 年在台北洲美水稻田進行試驗,試驗期間為一期作,從2月至7月底,並選定六塊田、各半為試驗及對照組,對照組照常耕作,試驗組則每隔2至3週施用一次微生物資材(上下游,2025)。本次試驗田與對照田相比,二氧化碳(CO2)排放量少了48%、甲烷(CH4)減少22%,氧化亞氮(N2O)則減少了88%,產量則增加了28%(上下游,2025),綜上所述,許多專家學者在減少水稻田的溫室氣體排放,都提出了顯著的改善方法;政府政策在面對地層下陷和溫室氣體這些環境議題時,應該不是只專注在轉作旱作與領補助上,站在農民的角度來看,最需要的可能是從根本需求幫助他們,比如水源的獲取以及落實新技術教育,才是對農民繼續從事農業生活的長久之計。
參考文獻
- 環境資訊中心綜合外電(2023)。減少甲烷排放不只是牛羊 跨國研究指河川污染
- 與都市廢棄水也是焦點。環境資源中心。
- 農業淨零資訊網。2024)。農業部門。中華民國國家溫室氣體排放清冊報告。
- 姚銘輝、陳守泓、陳述(2006)。台灣水稻田溫室氣體排放之估算研究。台灣農業研究55:280-293。
- 錢元晧、賴朝明、楊盛行(2010)。台灣水田、旱田與濕地土壤氧化亞氮之釋放通量及其減量對策。土壤與環境 13:23-42。
- 張琇妍、嚴國恩、黃浩銓(2024)。利用田間栽培管理調節水田之溫室氣體排放。花蓮區農業專訊第127期/113.03月號/農業淨零碳排與碳匯專輯。
- 吳以健、廖崇億、鄧執庸、李誠紘、盧虎生(2023)。水稻減碳生產技術策略。2023作物永續栽培體系國際研討會論文輯。
- 賴朝明(1997)。台灣地區氧化亞氮及二氧化碳釋放及其影響因子。全球變遷通訊雜誌14:31-32。
- 林怡均(2025)。專家試驗》種水稻+微生物,可以減少48%二氧化碳排放,產量增加28%。上下游。
中原大學地景建築學系碩士生。研究關注城鄉地景之永續發展及水環境治理。
中原大學設計學博士學位學程主任、地景建築學系副教授,專長包含都市設計、都市形態學與類型學、文化地景研究、參與式設計與社區規劃等。
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