文．圖╱許晉瑋 財團法人農業科技研究院農業政策中心副研究員
早在西元前9千年到1萬年前，人類祖先由游牧轉變為農耕活動，有了穩定的食物來源，也開始逐步衍生出聚落以及人口的增長，並開始促進社會結構的改變，同時帶動了技術與工藝的進步，直到近日的我們，依舊離不開農業。但現今人類的活動對於自然環境卻造成巨大的影響，氣候暖化、糧食問題、水資源匱乏與土地使用問題層出不窮，只有一個地球的我們如何使資源永續將是首要考量，循環農業將是可跨出的第一步。
提到循環農業， 需先簡單說明循環經濟， 因為循環農業概念是包含在循環經濟之下。循環經濟是一個旨在實現可持續發展目標的概念，多年來引起了廣泛關注。
循環農業的定義與實施作法
1975年，喬治斯庫－羅根（Georgescu-Roegen）首次提出將自然系統納入經濟活動的考量，形成了循環生物經濟學的基本原則。循環經濟與線性經濟截然相反。線性經濟基於資源的提取、生產和廢棄物排放模式，導致資源的浪費和環境汙染。而循環經濟的目標是將廢棄物轉化為資源，並且基於艾倫麥克阿瑟（Ellen MacArthur）基金會的觀點， 遵循三個設計驅動的原則：（一）消除廢棄物和汙染；（二）循環產品和材料（實現最高價值）；（三）恢復自然。通過這些原則，循環經濟旨在實現經濟活動與有限資源的消耗分離，建立一個對企業、人民和環境都有益的堅韌系統。循環經濟的核心理念是促進資源的有效回收和再利用，最大限度地減少浪費。通過改變生產和消費模式，循環經濟有助於提高資源的利用率，減少對自然資源的依賴，並減緩環境壓力。這不僅對地球的生態環境有益，還有助於實現經濟的可持續發展。
自19世紀初工業革命後，石化產品的出現使現代社會快速發展，而全球人口的持續增長也進一步增加對於資源的需求。「2022年世界人口展望」報告中，預計到2030年全球人口將成長為85億人，2050年達97億人，在此情況下，農業將面臨巨大壓力，糧食供應不足亦是各國所關注的焦點。聯合國亦提出在這100年間，全球淡水的使用量增長將近6倍，而農業的淡水使用量則高達全球的70％，而在中東、北非或南亞的一些國家更是過度使用現有的地表水或地下水資源。
在這樣的環境推波助瀾之下，再加上2 0 2 2 年開始的烏俄戰爭， 導致能源、糧食運輸受阻，價格上揚，而俄羅斯又是全球第一大氮肥出口國、第二大鉀肥出口國，影響糧食生產甚鉅，找尋替代來源或方案刻不容緩。在上述原因之下，循環農業或許是一個可以解決糧食供應問題和實現可持續農業的重要途徑。對於循環農業的期許，應該是將資源有效的回收和再利用，減少浪費，亦可降低環境的影響，並使農業生產與環境保護有著良性循環，使農業可持續性的發展。
同樣早期歐盟對於生物資源有關的生物經濟，也開始訂定歐盟生物經濟戰略，有助於確定、評估和解決政策目標與土地、海洋和生物質的競爭性用途之間的權衡，以便最佳化物質資源和服務的使用，包括生態系統服務。這確定了產生經濟收益、保護環境、提高恢復能力的多贏解決方案，也才能建立可持續性的生物經濟。
對日本來說，更是重視整體的農業生態， 自1992年就開始推出環境保全農業的概念，1999年開始「食料農業農村基本法」，並開始推動「環境保全型農業政策」，有以下三項作法：（一）建立直接支付制度，對於維持農業生產或環境保全的農業生產活動，給予法定的支援；（二）建立家畜排泄法等相關法規，以家畜排泄物法為主軸，推動有機農業、水汙染防治、地力增進等相關法規與配套措施；（三）進行氣候變遷相關的配套措施，訂定「地球溫暖化對策綜合性戰略」、「氣候變遷因應計畫」，同時對於日本農業的發展，可以確保足夠的農業用地，農業用水、農業資源和農業人員，並根據當地特徵建立理想的農業循環運作模式。
因此，若以上述內容要對循環農業類型來區分是困難的，卻可以找出循環農業的特徵，有包含其一即可：（一）最佳化耕種農地和資源以滿足種植作物（或畜牧）之需求；（二）利用最少的外部資源進入耕種（或畜牧）的體系中；（三）盡可能減少產生對環境有害的廢棄物；（四）農業廢棄物可轉為肥料或飼料，抑或可轉為綠能進行回饋使用。
日本北海道鹿追町 乳牛糞便處理的循環案例
以日本為例，在北海道十勝地區的鹿追町，是一個仰賴農業非常重的一個小鄉鎮，除了種植農作物外，酪農業也非常盛行，人口約有5,500人，當地約飼養1萬8,000頭的乳牛，每年可生產10噸的鮮奶，也是當地重要的經濟收入。
但長期以來，乳牛的糞便處理一直是鹿追町的問題，畢竟其市區相對靠近乳牛飼養的區域，糞便所散發出來的惡臭，促使居民對於乳牛糞便的處理有更高的標準。為解決此問題，初期則以建造堆肥與沼氣發電場，將電力回售給北海道電力公司，發電過後的沼渣、沼液可以當成肥料回到農地中；另外發電過程所產生的餘熱，也產生新的商業模式，可以給當地的溫室來種植芒果、鱘魚的養殖（生產高級魚子醬）與當地甘藷的儲存。
為使沼氣有更好的使用效率，鹿追町在沼氣工廠內新建氫氣農場（精煉廠） 來生產氫氣， 同時建立加氫站，提供當地酪農、商場的汽車或工具車燃料電池使用。而在這樣的循環農業推動之下，除擴大其循環農業效益，更可擴增更多的受益對象，如旅遊與觀光，並同時建立新的營運商業模式。
西班牙加泰隆尼亞 農牧業發達的混合農業系統
另外，若以農作物所需的養分來看，碳（C），氮（N），磷（P）和鉀（K）等元素，能夠保持土壤肥沃並維持土壤健康，對於農作物生長而言是非常重要的。在歐盟的相關研究中也發現，在相關農業生產的過程中，亦發現到上述所提供作物生長所需的養分，僅有1／5進入到人類的消費鏈。因此，對於如何提升土壤養分利用效率，以及種植過程中造成土壤有機碳流失以及水資源的管理，都是目前歐盟亟需解決的挑戰。
位於西班牙東北部的加泰隆尼亞（Catalonia），農牧業非常發達，在當地農業經濟中扮演重要的角色。因位於地中海氣候區，日照時間長，降雨量少，因此當地在作物耕種上較無休耕期，農民對於水資源的使用較為競爭；當地農業活動以畜牧生產為主，大約占整體農業生產的65～8 0％，因此造成當地的地下水硝酸鹽含量高，土壤中養分過剩，且容易造成相關溫室氣體排放到大氣中。因此當地開始進行豬糞加值、有機肥料與生物能源的開發，對於乳牛場也導入精準飼育與飼料作物生產的混合農業系統。
以豬糞為例，進行厭氧醱酵與高效固液分離，並利用太陽能進行沼液的濃縮，酸化後即可得到穩定的硫酸銨，並回歸到種植作物中使用。而乳牛場的部分，則利用精準飼育來減少糞便排放，亦減少溫室氣體排放。
結語
循環農業的運作或許會去思考如何對我們土地，用最友善的方式進行耕種或畜養經濟動物，但並不是要放棄現代化的設備或資源，或是回歸到最原始的運作方式。要推動的循環農業應該是引領現在的消費者、農民、企業與研究人員，將現行技術、新的夥伴關係、新的經濟模式來進行結合，利用最少的資源與能源來維持良好的產能，並且可以減少對於環境與氣候的負擔，而其間所產生的農業廢棄物，更要找出最佳的再生方式，減少農業廢棄物的流動，來進行正向循環。
或許循環農業在臺灣是一個較為陌生的詞語，但其實政府運作多年的有機農業，使用有機資材，禁止農藥與化學肥料施用，就是部分的循環農業。為使循環農業更加完善，需再將循環農業理念納入農業生產和管理中，推動循環農業的整合，資源有效利用；另外，需加強綠色農業技術開發，如上述例子中，日本氫氣農場的建置與西班牙豬糞肥料的開發，增加資源效益；最後，對於國人則需強化循環農業的認識和支持，推動市場改變，建立有效益的農業循環經濟。以上所述，挑戰雖大，但循環農業的潛力和價值是無限的，同時也可以給予永續的生存空間。
（參考文獻請洽作者）
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