【氣候變遷01】缺水停灌 高溫減產 極端氣候改變農業產業面貌

水稻栽培需水量大,氣候變遷下水資源匱乏,直接衝擊稻作生產。(攝影/王志元)

2020年是又乾又熱的一年,半世紀以來首次汛期沒有颱風帶來降雨,秋季雨量也相較氣候平均值直接少了四成;氣溫變化更異常,36度以上極端高溫天數超過兩個月,遠高於過去平均20天。極端氣候正威脅全世界,「靠天吃飯」的農業首當其衝,產業面貌將面臨改變。

農業用水占七成 與公共給水競用約一成

今年一期水稻遇到低溫、缺水等氣候異常因素,導致稻穗發生不稔實的「空包彈」;田間濕度高、不通風,日夜溫差大,水稻也容易罹患稻熱病,反覆無常的天氣讓農民覺得,近幾年稻熱病比較嚴重,在嘉義太保種稻超過50年的稻農楊金松便說:「稻熱病一般出現在一期作,今年卻連二期作也有。」

水稻病蟲害還可以透過人為栽培管理改善,但若是缺水,仰賴水庫灌溉的稻田就得面臨停灌休耕;今年降雨銳減,水庫蓄水量不足,農委會日前已宣布嘉義、臺南明年一期稻作停灌。嘉義太保市農會農事小組長羅樹煌說,往年立秋到白露之間颱風較多,帶來的雨水可以將水庫填滿,但今年卻沒半個颱風進來,農民心裡就在猜,明年免不了得停灌。

今年旱情嚴重,農委會已宣布,桃竹苗二期作及明年嘉南地區一期作相繼停灌。(攝影/王志元)

農業用水約占全國總用水量七成,每逢乾旱水庫蓄水量不足,就成為主要被檢討的對象,水庫灌區被要求停灌,將水資源移給民生、工業使用。

不過,根據農田水利署統計,農業灌溉用水的水源,只有10%來自水庫,只有使用水庫水源供灌的田區,才會與民生、工業產生水資源競用,水資源競用地區僅限石門水庫、寶山─寶二水庫、永和山水庫、明德水庫、鯉魚潭水庫及曾文─烏山頭水庫等水庫灌區。

其他水源以河川直接引水占59%最多,壩堰取水占21%次之,另有6%為區域排水回歸利用、4%來自抽地下水;取用河川水源占65%(河川直接引水加回歸水)最多,若非農業灌溉引水,水資源也是流入海裡。

西部缺水部份停灌 東部也拉警報

但若停灌、沒水可用,卻會直接對稻作產業產生衝擊。農業用水使用占國內7成水資源,水稻栽培又占了農業用水的7成,等於國內水資源有5成在供應水稻,氣候變遷下乾旱發生頻率愈來愈高,對稻作產業來說,評估氣候變遷衝擊水資源是最重要的指標。

水資源多寡影響稻作生產,稻農最有感。臺灣東部是颱風登陸迎風面,灌溉水源99%來自河川,往年少有缺水困擾,但今年不只西部缺水,過去一向沒有缺水問題的臺東縣,今年二期稻作也罕見採取輪灌。

池上青農魏瑞廷引龍泉溪水灌溉的田區,往年二期作每公頃可收成9千至1萬臺斤,今年稻穀入漿時吃水不足,只有8千臺斤,稻穀品質也不佳,一斤穀子只能碾成半斤精米。

魏瑞廷有塊五分地水稻靠抽地下水灌溉,過去一天時間可以灌滿田區,今年卻得抽上3、4天,連地下水源都明顯變小,讓他驚覺臺東未來也可能面臨停灌休耕的命運。

今年臺東二期作也罕見出現輪灌。(圖片提供/魏瑞廷)

地球暖化 2050年稻作恐減產一成

稻米是國人傳統主食,氣候變遷直接衝擊稻作生產。科技部「台灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台計畫(TCCIP)」研究推估,因為氣溫不斷升高,30年後,也就是2050年國內水稻可能減產8%至10%,2100年更嚴重減產15%至20%。

植物有其最低生長溫度,高於此基礎溫度的總和稱作「積溫」,水稻依品種不同,積溫達800至1,000度可順利開花,但當地球暖化、溫度累積加速,水稻生育日數因此縮短,生長期短、稻穀充實有限,產量就會減少。

TCCIP演算推估,氣候變遷下氣溫愈來愈高,臺灣2001年至2018年每年36度以上極端高溫天數平均20天,但2014年至2060年極端高溫天數恐增加到52天;未來每年降雨量變化雖然不大,但降雨型態則趨向極端化,乾季變長,瞬間強降雨的規模則愈來愈大。

農委會苗栗區農業改良場作物環境課課長張素貞,根據TCCIP推估未來30年氣溫、雨量變化數據,評估水稻栽培可能受到的衝擊影響。未來高溫愈趨明顯,2050年南部(雲林至屏東)二期作遇到35度以上平均高溫的機率偏高,開花授粉期可能授粉不良,達最高風險程度;北部(苗栗)一期作同樣也有因高溫授粉不良、充實不佳的風險。

不過由於氣候是長時間尺度下的變化狀況,以氣候變遷預測數據及作物生長模式推估農業可能受到的衝擊仍有其侷限。參與TCCIP計畫的農業試驗所農業氣象與設施工程研究室主持人姚銘輝指出,因為臺灣的水稻減產實際上以颱風、豪雨等災變天候的因素占90%為主,氣溫變化造成的減產尚在其次,在氣候變遷下,未來災變天候混亂、難以預測,可能才是最大的問題。

改變耕作模式 聚焦需求生產

針對氣候變遷影響下農業要如何調適,農委會今年啟動「建構因應氣候變遷之韌性農業體系研究」計畫,希望找出最受氣候變遷衝擊的作物,及其調適方法。

姚銘輝是農試所「農業氣象與設施工程研究室」主持人,他長年投入氣候變遷及調適策略研究,尤其關注水稻在氣候變遷下所受到的衝擊,目前也參與農委會韌性農業計畫。姚銘輝指出,水稻栽培耗水,一期作卻往往是水資源最少的時候,面對氣候變遷,在水資源有限情況下,未來稻作延後到雨季、四到九月的「中間作」栽培,甚至只作一期,枯水期改種其他雜糧,可能都是必須考慮的方向。

水資源不足,未來水稻可能只種一期,枯水期改種高粱等耐旱作物。(攝影/王志元)

更重要的是,因應氣候變遷,農業應該從需求端回頭檢視國內的生產狀況,現在水稻生產過剩,常有「爆倉」壓力,反觀需求日高的黃豆、玉米、小麥等作物,國內自給率僅1%、2%,未來應從國人實際吃些什麼來調整國內的農業生產。

目前因黃小玉等雜糧進口價格低,形成國內擴大生產規模的阻礙。姚銘輝說,未來國際糧食生產也可能受氣候變遷影響減產,屆時進口價格就會升高,不如國內自己來生產,「臺灣農業的利基在多樣化的種植,生產實際需要的東西,而非一味考慮價格因素」。

臺灣是多雨的地方,但實際能蓄存利用的水資源僅約18%,絕大多數降雨只能逕流入海或蒸發;氣候變遷下,降雨型態趨於極端,更添加水資源蓄存難度。

臺灣水資源與農業研究院院長虞國興指出,國內須強化水資源蓄存能力,現階段較難增設水庫的情形下,應設法讓雨水在土地上多停留一些時間,增加入滲、涵養地下水的機會,藉農田涵養地下水,超量引灌田區,搭配建置系統性蓄水池,作為灌區輔助水源,有助降低氣候變遷對移用農業用水的衝擊。

當水庫、河川水源不足,抽取地下水就變成最簡便的水源。(攝影/王志元)

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