109 年 國立中山大學海洋環境及工程學系碩士班乙組《環境科學》

本題主要探討糧食安全、永續農業的定義，以及水資源與能源在糧食系統中的關聯性。

一、糧食安全 (Food Security)
糧食安全是指所有人在任何時候都能在物質上、社會上和經濟上取得足夠、安全和營養的食物，以滿足其日常活動和健康生活所需的狀態。聯合國糧農組織 (FAO) 對糧食安全的定義包含四個主要面向：

1. 可及性 (Availability)：指食物的供應量，包括國內生產、進口、糧食儲備等。
2. 可獲得性 (Access)：指個人或家庭有足夠的資源（經濟、實體）來獲取所需的食物。
3. 利用性 (Utilization)：指食物的品質、營養價值、安全性，以及人體能否有效吸收和利用食物中的營養。
4. 穩定性 (Stability)：指以上三個要素在時間上（長期、短期）和空間上（地理位置）的穩定性，不受衝擊（如天災、戰爭、經濟危機）影響。

二、永續農業 (Sustainable Agriculture)
永續農業是一種能夠長期滿足社會對食物和纖維需求的農業生產系統，同時保護環境、促進農村社會經濟的永續發展。其核心目標是：

1. 環境保護：減少對環境的負面影響，如土壤侵蝕、水污染、生物多樣性喪失、溫室氣體排放等，並保護自然資源（土壤、水、空氣、生物）。
2. 經濟可行性：確保農民有合理的收益，農業企業能夠獲利，並能長期經營。
3. 社會公平：保障農民和農村社區的福祉，提供公平的機會，並維護農村文化。
   常見的永續農業實踐包括有機農業、友善耕作、精準農業、輪作、間作、覆蓋作物、減少農藥化肥使用、保護生物多樣性等。

三、水資源與能源對糧食資源的關聯性

水資源和能源是現代農業生產不可或缺的兩大關鍵要素，它們與糧食生產之間存在緊密的相互依存關係：

本題旨在探討環境工程技術與生態工程技術在解決環境污染問題上的應用、異同與優劣。

一、環境工程技術 (Environmental Engineering Technology)

環境工程技術主要運用科學、工程學原理，透過物理、化學、生物方法，設計、建造及操作各種設施與系統，以控制、處理、移除或減輕污染物，保護環境與人類健康。其特點是：

• 強調工程設計與控制：注重具體工程設施（如處理廠、攔截器、過濾器）的設計、建造與操作。
• 集中處理污染物：通常將污染物集中到特定地點進行處理，例如污水處理廠、廢棄物掩埋場。
• 物理、化學、生物方法：廣泛應用沉澱、過濾、吸附、化學氧化還原、生物降解等技術。
• 標準與法規導向：常以政府訂定的排放標準或環境品質標準為依據進行設計。
• 技術導向：強調技術的有效性、效率和經濟性。

常見應用與例子：

• 廢水處理：例如，採用活性污泥法 (Activated Sludge Process) 處理生活污水，透過微生物將有機污染物分解。
• 廢棄物處理：例如，設置垃圾掩埋場 (Landfill) 處理固體廢棄物，或建造焚化廠 (Incinerator) 處理有害廢棄物。
• 空氣污染控制：例如，設置靜電集塵器 (Electrostatic Precipitator) 或袋濾集塵器 (Baghouse Filter) 移除工業廢氣中的粒狀污染物。
• 飲用水處理：例如，透過混凝、沉澱、過濾、消毒等流程，將原水處理成安全飲用水。

二、生態工程技術 (Ecological Engineering Technology)

生態工程技術則更強調利用自然生態系統的原理、結構與功能，或模仿自然過程，來解決環境問題。它通常與自然環境整合，追求與環境的協同作用，而非對抗。其特點是：

• 強調系統整合與模擬自然：試圖將工程設計與自然生態過程結合，創造出能夠自我維持、低能耗、低維護的系統。
• 分散式或原位處理：常將處理單元分散在環境中，或直接在污染源地進行處理，強調與環境的融合。
• 生物多樣性與生態恢復：重視利用生物多樣性，並可能用於生態系統的恢復與重建。
• 生態功能導向：追求恢復或增強生態系統的自然功能，如淨化、調節、生產等。
• 永續性與韌性：目標是建立更具永續性、更能抵抗干擾的環境解決方案。

常見應用與例子：

• 人工濕地 (Constructed Wetlands)：模仿自然濕地的淨化功能，利用植物、土壤和微生物來處理污水或雨水。例如，利用蘆葦、香蒲等水生植物吸收水中的氮、磷等營養鹽。
• 生物濾池 (Biofilters)：利用微生物在濾材上形成的生物膜來降解空氣或水中的污染物。
• 生態邊坡穩定：利用植被（如草、灌木、喬木）的根系來固定土壤，防止邊坡滑動，同時美化環境。
• 生態修復 (Ecological Restoration)：針對受損的生態系統（如濕地、森林、河流），透過引入適當的物種、改善棲地條件等方式，使其恢復原有的生態功能。
• 生物復育 (Bioremediation)：利用微生物或植物來分解、吸收或固定土壤或水體中的污染物。

三、兩者之間的差異性

本題旨在探討台灣「非核家園」能源政策（以2025年為目標）的優缺點、環境衝擊及其影響。

一、政策背景與目標
台灣的能源政策目標之一是「非核家園」，預計在2025年達成核能歸零。在此目標下，規劃的能源結構為：

• 火力發電：佔比 80%
  • 天然氣：50%
  • 煤炭與油：30%
• 綠能 (再生能源)：佔比 20%

二、能源政策的優點

1. 避免核能風險：
   • 核安事故：降低潛在的核電廠事故風險，避免類似福島、車諾比的災難，保障人民生命財產安全。
   • 核廢料處理：避免產生高放射性核廢料，解決長期且困難的核廢料儲存與處理問題。
2. 發展再生能源：
   • 環境友善：綠能（如太陽能、風力）在運行過程中幾乎不產生溫室氣體與空氣污染物，有助於減緩氣候變遷與改善空氣品質。
   • 能源自主性：發展本土再生能源，可降低對進口化石燃料的依賴，提升國家能源自主性。
   • 技術創新與產業發展：推動再生能源有助於相關產業的發展，創造就業機會。

三、能源政策的缺點與挑戰

1. 高度依賴火力發電：
   • 化石燃料使用增加：雖然目標是減少核能，但80%的火力發電意味著對化石燃料（天然氣、煤炭、油）的依賴將大幅增加。
   • 能源成本上升：天然氣、煤炭的價格波動會直接影響發電成本，進而影響電價。
   • 能源進口依賴：台灣絕大多數化石燃料需進口，能源供應安全面臨國際情勢變動的風險。
2. 再生能源發展的挑戰：
   • 發電不穩定性：太陽能、風力發電受天候影響大，發電量不易穩定，需要搭配足夠的儲能設備和電網調度技術，否則可能影響供電穩定性。
   • 土地取得與環保議題：大型太陽能電廠、風力發電場的設置可能面臨土地取得困難、景觀衝擊、對生態（如鳥類）的影響等爭議。
   • 技術與成本：雖然成本持續下降，但再生能源的普及仍需克服技術瓶頸（如儲能）和成本問題。
3. 供電穩定性疑慮：
   • 在核能除役、再生能源未達標、火力發電廠又面臨環保限制（如空污管制）的情況下，2025年時的供電穩定性是重要課題。

本題主要探討 2015 年《巴黎協定》的主要內容，以及 2019 年 COP25 會議在落實協定方面的情況與面臨的挑戰。

一、《巴黎協定》(Paris Agreement) 的主要內容 (2015, COP21)

《巴黎協定》是聯合國氣候變化框架公約 (UNFCCC) 下，一個具有法律約束力的國際氣候協議，其核心目標是將全球平均氣溫升幅控制在工業化前水平以上低於 2°C，並努力將氣溫升幅限制在 1.5°C 以內。其主要內容包括：

1. 升溫目標：

   • 將全球平均氣溫升幅控制在工業化前水平以上低於 2°C。
   • 並努力將氣溫升幅限制在 1.5°C 以內。
   • 強調氣候適應能力，確保食物生產不受威脅，並能適應氣候變遷的影響。

2. 國家自主貢獻 (Nationally Determined Contributions, NDCs)：

   • 要求締約方提交其國家自主貢獻，以說明各自為實現協定目標所做的減排努力。
   • NDCs 應具備雄心，並每五年進行一次審查，要求各國提高其減排目標（「向上修正機制」）。
   • 所有締約方，無論開發中國家或已開發國家，都需提交 NDCs，但對發展中國家提供支持。

3. 調適 (Adaptation)：

   • 承認調適氣候變遷影響的重要性，並要求締約方加強調適能力、增強韌性，並減少脆弱性。
   • 建立調適目標，以增強調適能力、加強韌性並減少脆弱性。

4. 損失與損害 (Loss and Damage)：

   • 承認因氣候變遷（包括極端天氣事件和漸進式事件）造成的損失和損害，並強調其重要性。
   • 設立了「華沙國際機制」(Warsaw International Mechanism) 來處理損失與損害問題，但協定也明確指出，損失與損害機制不應涉及或產生任何關於締約方責任或賠償的法律責任。

5. 氣候融資 (Climate Finance)：

   • 已開發國家應繼續為發展中國家提供氣候資金支持，以幫助其減緩和調適。
   • 承諾到 2020 年，每年動員 1000 億美元的氣候資金，並將此目標延續到 2025 年。
   • 協定也鼓勵其他國家（包括發展中國家）自願提供資金支持。

6. 透明度框架 (Transparency Framework)：

   • 建立一套統一的報告和審查機制，以追蹤各國減排和調適進展，確保協定的實施。
   • 要求各國定期提交溫室氣體排放報告和調適進展報告。

7. 全球盤點 (Global Stocktake)：

   • 協定規定每五年進行一次「全球盤點」，評估協定總體目標的實現情況，並為締約方提高 NDC 雄心提供資訊。第一次全球盤點預定在 2023 年進行。

二、COP25 會議 (2019, 馬德里) 的情況與對《巴黎協定》的回應

2019 年在馬德里舉行的 COP25 會議，被視為是落實《巴黎協定》規則手冊（也稱為《巴黎協定》的執行細則）的關鍵會議，特別是關於碳市場（Article 6）的談判。然而，這次會議的成果普遍被認為是令人失望的，未能就許多關鍵議題達成實質性進展。

• 有無進一步具體回應？
  • 有限的回應：會議在某些領域（如海洋與氣候、森林）取得了一些進展，並強調了性別平等在氣候行動中的作用。