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以生命週期评估方法计算农业行为的环境冲击

发布时间:2020-06-17  作者:   分类:A超生活  

我们吃的食物种类上百种,每种食物都可以透过不同的种植方式产出、运输,最后摆上餐桌成为美味佳餚,你曾经想过餐桌上的米饭怎幺来的吗?你知道每天吃的蔬菜会对全球暖化造成多少影响吗?不同的种植方式与不同的作物对环境造成的影响也有所不同,要如何计算这些环境冲击,让农民在作物或种植方法的选择上,既能兼顾经济效益,又能减少环境破坏,也让我们在选择环境友善的食物上有更清楚明确的选择呢?

如本研究群许桓瑜于先前于《生命週期评估》(2013) 文章介绍,生命週期评估方法可用于计算一项产品从生产、製造、运输到最终处置所有过程中造成多少环境冲击。透过产品的生命週期评估,将环境冲击量化成可以比较的数字,使我们可以从数字与图表,清楚地比对出产品对环境造成的影响程度,如图一所示。透过一系列的数据收集、运算,得到最后的冲击结果,进而选择最好的生产途径。

以生命週期评估方法计算农业行为的环境冲击

图一、生命週期评估架构。(本文作者袁光宇製,小图引用自 slidescarnival 网站)

生命週期评估方法主要评估产品在环境面上的影响,当生命週期评估应用于农业时,随着农地种植的作物不同,该土地所产生的环境效益也会有所不同,本研究群谢佑昀于《生命週期评估中土地资源使用的评估方法》(2013) 文章便揭露此项讯息。但若要综合考量土地的经济效益与环境成本,则需要再额外加入经济转换指标,才能进行更完整的评估。其实目标就是改良图一粗框线中的「标準化成可互相比较之数据」,透过运算方法的加强,提升计算环境冲击的準确度。其中在农业方面,又以土地利用的使用成本在经济面的影响最为显着,因此针对土地利用的经济转换方法,设有以下函数(公式 1),

$$CF_i=f(ECF_i,XF_i,AC)~~~~~~~~~(1)$$

Characterization factors, CF:土地利用特徵係数,$/(ha‧year)Economic conversion factors, ECF:经济转换係数,将土地使用货币化的係数Exposure factor, XF:暴露係数,对环境影响的比例Adaptation capacity, AC:适应能力,环境受到影响的恢复能力i:各类别特徵係数,表示各种面向的影响

农地使用包含许多面向,在公式 1 当中,将所有会影响土地使用经济效益的特徵係数,如经济转换係数、暴露係数、适应能力,综合成一个「土地利用特徵係数—$$CF$$」,再将不同面向的影响集结成「土地利用特徵係数—$$CF_i$$」。而不同面向的影响有其不同的转换公式,如下:

1. 土壤的肥沃程度 (Biotic production potential, BPP)

$$\displaystyle CF’_{BPP}\left(\frac{\$}{(ha\times year)}\right)$$

$$\displaystyle=CF_{BPP}\left(\frac{(tC\times year)}{ha\times year}\right)\times XF_{BPP}\times ECF_{BPP}\left(\frac{\$}{(tC\times year)}\right)\times AC~~~~~~~~~(2)$$

CFBPP:每公亩土地之碳含量XFBPP:100%ECFBPP:每单位碳的农作物产值(透过每个国家的年农作产值 / 总可耕作面积之碳含量计算)

生物生产潜势 (BPP) 为该土地的生产力,意即土壤的肥沃程度。

2. 土壤补注地下水之能力 (Groundwater recharge potential, GWRP)

$$\displaystyle CF’_{FWRP}\left(\frac{\$}{(ha\times year)}\right)$$

$$\displaystyle=CF_{FWRP}(\frac{mm}{year})\times 10^{-3}(\frac{m}{mm})\times 10^4(\frac{m^2}{ha})\times XF_{FWRP}\times ECF_{FWRP}(\frac{\$}{m^3})\times AC~~~~~~~~~(3)$$

$$CF_{FWRP}$$:每年地下水之补助高度$$XF_{FWRP}$$:该国地下水使用比率$$ECF_{FWRP}$$:该国的水费

3. 抵抗土壤流失的能力 (Erosion resistance potential, ERP)

$$\displaystyle CF’_{ERP}\left(\frac{\$}{(ha\times year)}\right)=XF_{ERP}\times ECF_{BPP}(\$)\times AC~~~~~~~~~(4)$$

$$ECF_{ERP}$$:土壤侵蚀控制成本

4. 土壤之碳吸收能力 (Climate regulation potential, CRP)

$$\displaystyle CF’_{CRP}\left(\frac{\$}{(ha\times year)}\right)$$

$$\displaystyle=CF_{CRP}\left(\frac{tC}{(ha\times year)}\right)\times XF_{CRP}\times 3.67(\frac{tCO_2}{tC})\times ECF_{CRP}(\frac{\$}{tCO_2})\times AC~~~~~~~~~(5)$$

$$CF_{CRP}$$:每年每公亩土地减少之碳吸收量$$ECF_{CRP}$$:碳的社会成本,因土地利用因素而多排放出碳的社会成本

气候调节潜势 (CRP) 即为对碳的吸收能力。

上述公式以义大利一荒漠灌木区为例,若要计算其土壤的肥沃程度 (BPP),设定其环境适应能力 (AC) 为 1.00,暴露係数 ( $$XF_{BPP}$$ 为 100%(暴露範围为全体),每单位碳的农作物产值 $$(ECF_{BPP})$$ 为 $$68.86\frac{\$}{(tC\times year)}$$,每公亩土地之碳含量 $$(CF_{BPP})$$ 为 $$100\frac{(tC\times year)}{(ha\times year)}$$,则其土地利用特徵係数 $$(CF’_{BPP})$$ 即为:

$$\displaystyle 100\frac{tC\times year}{ha\times year}\times 100\%\times 68.86\frac{\$}{tC\times year}\times 1.00=688.60\frac{\$}{ha\times year}~~~~~~~~~(6)$$

5. 土地占用之机会成本

$$CF=MCI_{kg}\times P_{kg}\times NPV_T~~~~~~~~~(7)$$

Marginal cost increment, MCI:边际成本增加($ / 每公斤作物产值)Production, P:年产量(公斤)Net present value, NPV:净现值

透过上述函数的转换,可以将无形的土地资源量化成货币价值,作为农业土地资源使用的经济价值计算。将经济层面纳入农业生产的环境冲击考量之中,不但可以更全面的思考环境议题,对农民们在选择绿色农业时,也将更有说服力,让环境议题不再总是与经济、成本相矛盾,使得绿色生活能获得落实。


参考文献

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