第一級產業活動(三)： 農業發展與環境問題 5 第一級產業活動(三)： 農業發展與環境問題 第一節 農業發展對環境的影響 第二節 農業環境問題及其解決方式

學習重點 農業發展對環境的影響 農業環境問題及其解決方式 推薦影片：公共電視─「我們的島 」 農地受難記（23分38秒） 網址：http://www.youtube.com/watch?v=eBW3g3HXA7M&feature=channel

章首圖 澳洲墨累河 流域的噴灌 這種灌溉方式與傳統大水漫灌有何不同？ 可節省用水，且避免地下水位上升，防止土壤鹽鹼化

第一節 農業發展對環境的影響 使用農機、化肥、農藥 擴大灌溉面積 發展商業化畜牧 商業化開發的熱帶雨林

第一節 農業發展對環境的影響 使用農機、 化肥、農藥 破壞環境 現代農業趨勢 提升生產效率，適應市場競爭 擴大灌溉面積 加速不可更新資源的枯竭 發展商業畜牧 商業化開發 的熱帶雨林

現代農業的趨勢？ 商業化，努力提升生產效率 如何提高農業生產效率？ 使用農機、化肥、農藥 擴大灌溉面積 商業化畜牧 商業化開發熱帶雨林

挑戰學指考 98指定 題目 下表為四個國家在同一年度中的糧食作物生產的統計表。請問：

挑戰學指考 98指定 題目 1.甲乙兩國如要改善農業的經營，所應致力的發展方向應是：　(A)小農場制　(B)精緻農業　(C)提高每人產量　(D)提高單位面積產量。 2.最可能是大規模生產穀物的國家為：　(A)甲乙　(B)丙丁　(C)乙丁　(D)甲丙。 3.丙丁兩國的農業特性應是：　(A)單位面積收穫量低　(B)平均每人收穫量高　(C)農業集約化程度高　(D)農場平均耕地面積大。

挑戰學指考 答案：(D)、(A)、(C) 解析： 1.(1)各國糧食作物單位面積產量→甲：121.7÷145.6＝0.84。乙：140.6÷186.6＝0.75。丙：6.1÷2.1＝2.90。丁：79.2÷37.9＝2.09。(2)(A)小農場制會大量增加勞動成本；(B)精緻農業也需投入大 量資金，不適合在平均每人耕地面積大的地區實施；(C)甲乙二區平均每人收穫量已經很高；但可以發現甲乙二國單位面積產量明顯小於丙丁二國，應以提高單位面積產量作為改善農業經營方向。 2.甲乙二國平均每人耕地面積超過100公頃，且平均每人收穫量也大，即耕地面積廣大且單位勞力生產量高。此條件最有可能是大規模生產單一作物的商業性穀物農業經營方式。 3.丙丁二國單位面積產量較高，平均每人收穫量較低，平均耕地面積較小，屬於農業集約度較高的國家。

這些農產或許帶來利潤，但環境呢？

一、使用農機、化肥、農藥 大量機械耕作 施用化肥 噴灑農藥 土質改變土壤侵蝕土地退化 毒 機 肥

以溫帶的商業性穀物農業為例 耕耘機翻土 鬆散的泥土易風蝕 農機壓實土壤（聯合收割機、 液態化肥噴灑機、固體化肥 撒布機） 破壞土壤結構 農機壓實土壤（聯合收割機、 液態化肥噴灑機、固體化肥 撒布機） 破壞土壤結構 土壤養分失去平衡 造成鄰近水域的水質優養化 施用化肥 噴灑農藥 汙染空氣、水源 農產品農藥殘留

使用液體化肥噴灑機施肥 農田施肥 部分肥料流入河中 藻類繁衍，細菌耗用氧氣，分解其遺體 水質惡化 魚類死亡

這些不只破壞環境，也加速消耗不可更新資源！ 機 化肥 石化燃料 天然礦物原料

二、擴大灌溉面積 發生地區：乾燥地區 目的：改變農業生產內容，將 沙漠或牧地改變為農地 水源：引用鄰近河水，或抽取 地下水 結果：環境惡化

影片欣賞：雲林、彰化地層下陷內地化(01：42) 資料來源：客家電視台

影片學習 1.雲林彰化地層下陷內地化與何項產業活動 有密切關係？ 答：高密度集約飼養 答：農業活動用水量大 2.雲彰內地地層下陷可能造成哪些問題？ 答：提高洪患發生的機率，且因位於高鐵沿線附近，可能危及行車安全

這兩艘漁船在 沙漠上做什麼 這裡原本是世界第四大湖－鹹海邊的漁港

認識鹹海 位置：中亞 氣候：距海遠，乾燥 水源：阿母河、錫爾河 生態：三角洲濕地 所屬國家：舊蘇聯 → 哈薩克、烏茲別克 哈薩克 烏茲別克 資料來源：http://unimaps.com/aral-sea/index.html 認識鹹海 位置：中亞 氣候：距海遠，乾燥 水源：阿母河、錫爾河 生態：三角洲濕地 所屬國家：舊蘇聯 → 哈薩克、烏茲別克 哈薩克 烏茲別克 資料來源：http://www.geography.hunter.cuny.edu/~tbw/wc.notes/15.climates.veg/notes_chap15.htm http://unimaps.com/aral-sea/index.html http://www.africanwater.org/aral.htm

消失的鹹海 原因：前蘇聯栽培棉花，引用大量河水， 流入鹹海水量減少 影響： 原因：前蘇聯栽培棉花，引用大量河水， 　　　流入鹹海水量減少 影響： 錫爾河、阿母河三角洲濕地消失變沙漠 湖水鹽度增加四倍，大部分魚類滅絕，商業性捕 魚停止 乾湖床上含農藥及鹽鹼的塵土隨風飛揚 汙染周遭環境 周圍地區降水減少，夏季更熱，冬季更冷，生長 季縮短，沙塵暴增加

2005年修築水壩，阻擋北鹹 海的水南流，生態日漸復甦 注入的阿母河，灌溉用水較多 ，導致南鹹海的面積縮減較快

這是美國堪薩斯州衛星照片，猜猜看這些圓形農田是怎麼形成的？ 資料來源：http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%81%8C%E6%BA%89

採時針式噴灌設施造成的圓形農田 美國德州 那灌溉用水又從哪來？

美國西南部的農業轉變 氣候：雨量稀少 農業：原為放牧區 轉變：1950年代開挖 深水井，抽取地下水， 改為農地 轉變：1950年代開挖　　　　 深水井，抽取地下水， 改為農地 影響：二十世紀末，地 下水面下降30公尺，地 下水量漸減，成本提高 資料來源：Edward B. Espenshade, Jr. (1990), Good's World Atlas. U.S.A.：Rand McNally, p96~97

三、發展商業化畜牧 人口成長、 畜產品需求增加 生活水準提高 乾燥和半乾燥地區 以天然牧草畜養牲畜 增加畜養頭數 過度畜牧 →土壤沙漠化 因過度放牧而化為荒漠的牧場 （非洲蘇丹Darfur地區） 乾燥和半乾燥地區 以天然牧草畜養牲畜 增加畜養頭數 過度畜牧 →土壤沙漠化

濕潤地區 以人工牧草和飼料作物 集約飼養各種禽畜，滿足市場需求 消費大批飼料，使用大量水源、能源、 肥料和農藥→威脅生態平衡 大量排放的禽畜糞便和汙水→汙染環境 禽流感、狂牛症和口蹄疫等傳染病 →危害禽畜、威脅人類健康

養豬場排放汙水 （美國喬治亞州）

影片欣賞：現代化養雞場(02：48) 資料來源：Participant Media（得利影視）

影片學習 1.現代化養雞場的飼養方式為何？ 答：高密度集約飼養 2.此種飼養方式可能造成哪些問題？ 答：大量排放的糞便造成環境汙染 生長激素和抗生素的使用危害 禽畜，也威脅人類健康

猜猜看這是哪裡？ 資料來源：google earth 熱帶雨林去哪了？ 熱帶雨林變成大豆農場 （巴西亞馬孫盆地）

熱帶雨林 （2000年） 資料來源：NASA衛星影像

熱帶雨林 （2012年） 資料來源：NASA衛星影像

四、商業化開發的熱帶雨林 二十世紀中期以後 國際木材市場需求 糧食需求因人口成長而增加 熱帶國家為市場需求→大肆伐林闢地 商業性伐林 （印尼加里曼丹） 二十世紀中期以後 國際木材市場需求 糧食需求因人口成長而增加 熱帶國家為市場需求→大肆伐林闢地

熱帶森林的開採 商業性砍伐→荒地 改為牧場(肉牛) 改為農田 (大豆、玉米、甘蔗等) 森林面積快速縮減 影響全球氣候 資料來源：http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/world/2005-06/24/content_3130772.htm 1979～2004年 巴西森林面積 已減少16% 商業性砍伐→荒地 改為牧場(肉牛) 改為農田 　　　　(大豆、玉米、甘蔗等) 森林面積快速縮減 影響全球氣候 造成許多物種消失 (破壞生物多樣性生態)

學生活動5-1 為了避免化肥、農藥汙染環境，「有機農業」應運而生（照片5-8）。行政院 農業委員會定義：「有機農業是遵守自然資源循環永續利用原則，不允許使用合成化學物質，強調水土資源保育與生態平衡之管理系統，並達到生產安全農產品目標之農業。」根據此一定義，下列各項農業經營方法，哪些符合有機農業的精神？

學生活動5-1 發展有機農業栽培有機米 產銷班（花蓮縣玉里鎮）

ˇ ˇ ˇ 學生活動5-1 答： 培育多樣化的土壤微生物、昆蟲和鳥類 ，使用捕蟲裝置、架設網室保護農作物，以減少病蟲害 禽畜排泄物和廢棄的農作物作成堆肥，施用於農田中，增加土壤有機質 採用翻土、地面覆蓋塑膠布的方法，防止雜草滋生。 大規模機械化耕作，種植單一作物 ˇ ˇ 第1種方法為「生態平衡之管理系統」，第2種方法為「自然資源循環永續利用」，第3種方法可避免「使用合成化學物質」（殺草劑），都符合有機農業的精神。第4種方法會妨礙生物多樣性違反生態平衡原則

第二節 農業環境問題及其解決方式 墨累－大令盆地的例子 農業環境因人而起，解決方式也因地而異，呈顯著的區域差異

第二節 農業環境問題及其解決方式 墨累－大令盆地的例子 氣候乾燥 盆地水資源總量管制 越區引水 雪山水利計畫 環境改變 移民湧入 水量需求增加

墨累－大令盆地的例子 位置：大分水嶺西側低地 氣候：背東南信風，雨量較少 植被：桉樹疏林草原為主 水文：墨累河水量不豐，支流 農業需要灌溉 　　　大令河冬季經常乾涸 農業需要灌溉 東南信風

墨累－大令盆地雪山水利計畫 二次大戰後， 大量移民湧入水量需求激增 東水西送 雪山水利計畫 東側多雨，雪河建水庫經隧道引至西側墨累河 以水壩攔河堰調節，擴大灌溉面積 二次大戰後， 大量移民湧入水量需求激增 東水西送 雪山水利計畫

擴大灌溉後的農業經營 盆地成為澳洲 最大的農業區 為獲利→專業化 農場面積大→高度機械化 先進科學技術，提高效益 全國25%的牛50%的綿羊和75%的牧草以及作物，供應至國內外市場 新南威爾斯州Alburry 附近的休姆水壩

近年來的轉變 有些大牧場轉型為混合農業兼營小麥種植和綿羊飼養 維持土壤肥力，能衡量市場需求，調整小麥的 種植面積和綿羊的飼養頭數，降低市場風險 種植小麥和剪羊毛的忙碌季節不同，利於農民妥善安排工作時間 工作年曆：輪流耕種和放牧

擴大灌溉後的環境負載力 雨量少 → 環境負載力易受人工灌溉有無而波動 南澳大利亞州的 Mannum 地區

擴大灌溉後的環境問題 農場只灌不排會有何問題？ 也影響飲 用水品質 維多利亞州Mallee地區鹽鹼化的土地 灌溉水下滲，地下水位上升，導致地下水經毛管作用，將地下鹽鹼物質帶到地面 也影響飲 用水品質 維多利亞州Mallee地區鹽鹼化的土地

土壤鹽鹼化過程示意圖 (丁) 鹽鹼物質隨毛管作用移到地面水分蒸發，而鹽鹼物質則留在地面 (甲) 蒸發旺盛地下水面較低 (乙) 引水灌溉， 水下滲 (丙) 灌溉水下滲，使地下水面上升，接近地表

墨累河水量減少造成的環境問題 墨累河河水引用過多，使河川流量減少 河岸森林生長不良 湖泊面積縮小 氾濫平原濕地縮減 河口附近河水減少 氾濫平原濕地縮減 河口附近河水減少 泥沙淤積旺盛 潟湖水質混濁，水 中生物和水鳥大量 減少

雪河水量減少造成的問題 生態失衡 沿河農民被迫遷 離河口因水量大 減，引起海水倒 流，造成附近的 土地鹽鹼化

解決問題的方式 組成墨累河流域委員會 成員：澳洲聯邦政府有關機構和流域 內各州政府代表 負責事項： 流域資料的蒐集和研究 成員：澳洲聯邦政府有關機構和流域 內各州政府代表 負責事項： 流域資料的蒐集和研究 水利工程的興建和管理 用水量的調配等工作

解決問題的方式 建立農業用水許可制度 目的：實施盆地水資源總量控制 方式： 農民須申請用水許可證才能引水灌溉 需水者可以向有餘水的人購買水權，水權交 易應運而生，充分發揮水資源 的經濟效益

Waterfind公司網頁的水市場資訊交流視窗 聯邦政府也在2002年同意減少從雪河引水，使其生態環境獲得相當的改善

雪河流域河岸植被茂盛

挑戰學指考 100學測 題目 近年來，中國土地沙漠化的問題有日趨嚴重的趨勢。據估計，目前正以每年2000平方公里的速度擴張。中國沙漠化加劇的原因，和下列哪些事實最直接相關？(甲)東線、中線南水北調工程已逐漸完成；(乙)過度抽取地下水，導致地下水位下降；(丙)大規模推廣溫室農業生產果蔬、種籽；(丁)許多固定、半固定沙丘轉為流動沙丘；(戊)經濟起飛成為世界重要新興資本市 場。　 (A)甲丙　(B)乙丁　(C)乙戊　(D)丁戊。

挑戰學指考 答案：(B) 解析：中國沙漠化問題主要發生在乾燥及半乾燥區，過度抽取地下水，超過補注量，導致地下水面下降，植被及土壤退化，為沙漠化的主因；而防風固沙工程效果不彰，流動沙丘提供沙源，使沙漠化擴張加速

學生活動5-2 灌溉導致土壤鹽鹼化，是因灌溉水量超過作物需水量，多餘的水下滲提高地下水面，再經毛細管作用上升，將地下水鹽鹼帶到地面累積的現象。適量灌溉及排水，是避免土壤鹽鹼化的主要途徑，下列措施哪些是有效的作法？

ˇ ˇ ˇ ˇ 學生活動5-2 答： 準確評估作物需水量，以滴灌方式供 應作物所需水分 選種深根作物，充分吸收灌溉水，發 揮其最大效用 儘量深耕農地，促進土壤空氣流通 興建排水、集水設施，避免多餘的灌 溉水下滲或流出灌溉地點 地下水面較高的地方，抽水以降低地 下水面 ˇ ˇ ˇ 第3項：避免深耕農地，減少地下水上升，才能防止土壤鹽鹼化

有機農業（organic farming） 依據行政院農業委員會定義：「有機農業是遵守自然資源循環永續利用原則，不允許使用合成化學物質，強調水土資源保育與生態平衡之管理系統，並達到生產安全農產品目標之農業。」 資料來源：龍騰文化出版社 相關網站：有機農業全球資訊網 有機農業簡介 http://info.organic.org.tw/supergood/front/bin/ptlist.phtml?Category=100981

土壤鹽鹼化（soil salinization） 農場只灌不排，灌溉水下滲，灌溉水量超過作物需水量，多餘的水下滲提高地下水面，導致地下水經由毛管作用，將地下鹽鹼物質帶到地面累積的現象。常發生於氣候炎熱、乾燥，實施灌溉卻排水不良之沙漠及沿海地區。 資料來源： 1.龍騰文化出版社 2.維基百科 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%9F%E5%A3%A4%E9%B9%BD%E5%8C%96

▲土壤鹽鹼化過程示意圖

優養化 （eutrophication） 所謂優養化是指水域中藻類生長所需的營養鹽濃度逐漸增加的一種情形。它原為湖沼學（Limnology）或水域生態學（Aquatic Ecology）上的名詞，專門在敘述湖泊老化（aging）的過程。通常藉由不同方式所形成的湖泊，剛開始時水中各種營養鹽的濃度情況（trophic state）不僅低且量也少，這幼年期的湖泊稱為貧養湖（Oligotrophic lake）；隨時間的向前推演，由溪或河及地表流水所挾帶的營養鹽的量及濃度將逐漸增加，逐漸到達湖泊的壯年期，又稱為 資料來源： 1.龍騰文化出版社 2.全人教育百寶箱 http://hep.ccic.ntnu.edu.tw/browse2.php?s=936 相關網站： 1.臺灣大百科全書 水庫優養化http://taiwanpedia.culture.tw/web/content?ID=3414 2.水質指標 http://www.wranb.gov.tw/ct.asp?xItem=3238&ctNode=822&mp=5

優養化 （eutrophication） 中養湖（Mesotrophic lake）；又隨著時間的向前推演，湖水中的各種營養鹽的量及濃度累積更高 ，而湖中各種水生生物死亡而長期累積的各種有機物及有機鹽的量也同樣累積很高，湖泊不僅逐漸變淺也形成沼澤及陸地，此時湖泊已到達晚期階段，又稱優養湖（Eutrophic lake）。因此湖泊的自然老化使水中營養鹽逐漸增加的過程亦可稱為優養化。

優養化 （eutrophication） 原本水域的優養化是一水域生態系自然消長的過程 ，然而在人類出現在地球上之後，總喜歡居住在河邊或湖岸，方便取得日常生活中所需之水，而農田施用肥料或生活所排出的廢物亦都直接排放到水中 ，故也會逐漸使水中一些營養鹽濃度的增加，形成優養化的現象，而加速湖泊或其他水域的老化。這種人為因素造成水域的優養化，稱為人為優養化（cultural eutrophication or anthropogenic eutrophication）。人在營養過盛的情况下就會有很多疾病產生。同樣的，當水域中的營養鹽過量時，對環境也會造成負面的影響。

過度放牧（overgraze） 當一片植物遭受密集且過長的畜牧行為，以致無法達到足夠的恢復期而遭到破壞，此種畜牧行為稱為過度放牧。過度放牧會降低土地的可用性、生產力和生物多樣性 ，同時也會造成土地的沙漠化和侵蝕。 資料來源：維基百科 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%81%8E%E5%BA%A6%E6%94%BE%E7%89%A7

土地退化（land degradation） 根據聯合國的定義：土地退化是指由於使用土地或由於一種營力或數種營力結合致使乾旱、半乾旱和亞濕潤乾旱地區或草原 、牧場、森林和林地的生物或經濟生產力和複雜性下降或喪失。包括：第一，風蝕和水蝕使土壤物質流失；第二，土壤的物理、化學和生物特性或經濟特性退化；第三，自然植被長期喪失。 資料來源：聯合國防治沙漠化公約 中文版 http://www.unccd.int/Lists/SiteDocumentLibrary/conventionText/conv-chi.pdf

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