學位論文
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Item 應用環境足跡指標評估氣候變遷下臺灣農業之環境衝擊及轉作調適策略(2023) 林冠州; Lin, Guan-Zhou全球於氣候變遷的影響下，面臨糧食安全不足和環境生態惡化的挑戰，頻繁的極端天氣事件對農業永續發展產生負面影響。環境足跡的概念可用於協助分析氣候變遷情境下作物生產的資源利用和汙染排放對環境生態造成的壓力，並進一步分析轉作的可行性和效益。本研究利用SWAT模式及TCCIP AR5 RCP8.5 2081-2100統計降尺度的資料，模擬鳳山溪、頭前溪、烏溪和高屏溪等四個流域在現況氣候及氣候變遷下水資源、水質和作物產量的變化，並根據環境足跡的概念進行農業環境足跡指標框架之設計，運用該指標分析氣候變遷情境下各流域的水稻及經濟作物需轉作的面積以及轉作選擇。SWAT模式參數的檢定結果顯示，模式於四個流域模擬日流量、月尺度的營養鹽、輸砂和作物產量上都達到了良好的水準；未來臺灣將發生乾濕季降雨分布不均及農業用水量上升等現象，顯現出氣候變遷將對臺灣流域環境所帶來季節性的影響和衝擊；多數流域的農田於氣候變遷情境下作物產量將顯著減少，顯示出制定轉作策略及評估作物適栽性之必要性；各流域指標變化成果顯示，氣候變遷情境下水稻轉作成地瓜或大豆能以最小的轉作面積達到最大化的指標改善效益；鳳山溪及高屏溪流域另需要考量茶樹或果園之轉作才能減緩氣候變遷之威脅。減少產品生產過程中的污染排放和資源消耗為全球永續發展之趨勢，藉由各流域作物轉作面積調整及農業環境足跡之計算，對於臺灣農業環境的永續發展以及達到聯合國於2030年前訂定的永續農業發展的目標將有實質性的幫助。Item 應用非點源汙染模式SWAT模擬翡翠水庫上游集水區流量及氮素之輸出與移動(2017) 林冠州; Lin, Guan-Zhou人為活動發展產生的非點源汙染難以了解其移動途徑而使得控制不易，其中農業活動所使用的肥料為非點源汙染的主要來源之一，翡翠上游集水區茶葉種植對水質的影響，一直是關注的焦點。本研究透過SWAT模式模擬翡翠水庫上游集水區2012年至2014年間日流量與日硝酸鹽氮之輸出量，並藉由SWAT-CUP檢定該集水區肥料施放量，進而從模式模擬之結果了解氮肥於農地移動路徑與分布，藉以評估肥料被茶樹利用之情形。SWAT模式於模擬日流量與河川日硝酸鹽氮輸出量皆達到良好的水準以上(Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient>0.65)，各集水區肥料檢定成果落於200~420kg/ha，符合農糧署建議之施放量。 本研究先探討水質採樣頻率對於硝酸鹽氮觀測值推估之影響，成果顯示九十天採樣頻率所造成的年推估誤差最大(各集水區誤差最大可達1692%)；並從氮素移動路徑分析，得出大部分集水區茶樹吸收量皆少於其輸入總量（含乾濕沉降與肥料）之60%，顯示有40%以上輸入的氮素儲存在土壤、入滲至地下水或進入河川；翡翠水庫上游集水區茶園氮素單位面積輸出量高於森林約3~7倍，茶園地表逕流氮素輸出量為森林的5~25倍，茶園側向流氮素輸出量為森林的1~8倍，茶園土壤氮素輸入量為森林的2~8倍，茶園地下水輸出量為森林2~6倍，顯示人為農地施肥對於河川與土壤將有所影響。肥料減半情境之模擬結果顯示，在收穫減少約10~20% (約60~100kg/ha之產量)之情況下，各氮素移動路徑可削減約50%之輸出量。本研究驗證了SWAT模式在臺灣集水區的適用性，未來配合經濟模式的評估，將可綜觀模擬農業策略對於集水區環境與農業產值之影響，做為集水區經營規劃的參考依據。