傳統農業新變革　循環經濟打造在地共享自給生活圈

全球37.5%的土地與69%的取水量用於農業生產（聯合國糧食及農業組織／FAO，2014），幾十年來農業技術的進展餵養了全球73億的人口（聯合國世界人口展望報告，2015），但大量使用化肥、農藥的耕作方式及畜牧廢棄物卻破壞了生態平衡，造成土壤酸化、水資源汙染等問題。面對餵養2030年時全球85億人口的挑戰，必須有不同的農業生產模式。

臺灣現有80萬公頃耕地，佔總面積22%，農戶平均耕地1.02公頃（行政院國情簡介，2017），農業用水卻佔全國用水量73.5%（水利署，2014），熱量計算的糧食自給率僅達31.4%（農委會，2015）。從農人口48萬、平均年齡超過60歲（按2015年農委會主力農家性別統計報告推估）。全臺過半人口住在都市（行政院主計處，2006），微基百科甚至推估臺灣居住於都市的人口已達78%，雖然人口成長率趨近於零，但2025年將有1/5人口超過65歲（內政部統計處，2017），挑戰嚴峻。

反觀2014年全球都市人口已達54%，預估2050年將達60%（聯合國全球都市化展望報告，2014），因此FAO認為應支持將都市農業納為發展的一環，並且整合規劃的都市循環農業每平方公尺可產出20公斤農產，並就近供應在地需求，免除長途運輸及繁複包裝，綜效為傳統農業的15倍（FAO Urban agriculture網站，2017）。

這種都市農業的關鍵為改變傳統作法，由生物循環角度切入規劃。距荷蘭阿姆斯特丹20分鐘車程的阿爾梅市，正在整合既有技術加以創新，定於2018年完成一座自給自足的循環農業社區RenGen Village，作為全球面對氣候變遷、食物安全與永續發展的典範。

該社區將由住家屋頂收集雨水作為社區主要的水資源，輔以沼氣發電設施回收的水以滿足社區所需水資源。

社區將種植水果、蔬菜、豆科植物，也養魚、雞及小型經濟動物來供應有機安全的食物。除平面花圃外還輔以垂直農場生產蔬果，每個家庭都可生產全年所需的蔬果，預估單位面積可產出10倍於傳統農法的農產卻只用10%的水。

家庭廚餘收集後餵養禽畜和行軍蠅（Soldier Flies），行軍蠅用來養魚，再用魚的排泄物作為蔬果肥料，小型漁菜共生系統則將水資源循環於養魚與蔬果生產。禽畜排泄物既可提供沼氣發電也供應園圃植物的肥料。

沼氣發電加上屋頂的太陽能電池將提供超過家庭所需的電能，透過連結的智能電網可將餘裕電力回饋到電網。超出家庭所需的食物或電力都可以出售，形成一個在地的共享自給生態系統。

這是典型的生物循環系統案例（見下圖），透過重新思考農業生產每一階段的輸入與產出，整合跨域技術處理生產過程產出的農業廢棄物並重新成為農業生產的資源，既可增加收入還能減少對環境的影響。

別以為這還是空中樓閣，以下幾項運作中的具體案例，將會讓你刮目相看。

廢棄工廠改造成生態農場 種菜養魚又可沼氣發電

餵飽一千個家庭每年需要45噸的番茄、茄子、萵苣等蔬菜與19噸的魚，這可能讓你聯想到鄉間的田園和魚池，但是荷蘭海牙市卻透過重整一座廢棄的電子工廠所構成的1,500平方公尺溫室和400平方公尺室內魚塭，創建出UF002 De Schilde這個歐洲最大的魚菜共生系統達成了這項任務。

50年代位於海牙市的一座菲律浦電話與電視產品工廠遷出後，原有廠房形同廢棄。市政府邀請了70多家業者提出活化舊廠房的都市農業發展規劃，最後由瑞士Urban Farms公司爭取到開發權。自有投資加上海牙市政府住宅開發基金的挹注，並且找來Space&matter公司進行空間的設計與改造，於2016年5月啟用的UF002 De Schilde具備橘色外牆與大面積玻璃帷幕，但是屋頂的溫室標示了差異也是構築魚菜共生基地的一環。

建築內部既養魚又種菜，養魚用水中的魚類排泄物藉細菌分解成硝酸鹽和亞硝酸鹽，正好是蔬菜生長所需的養份。蔬菜生長過程中吸收了這些養份也同時淨化了水，可以再次用來養魚，就近供應魚類、蔬果給在地消費者更免除了運輸的耗能。

美國芝加哥的The Plant則是由Bubbly Dynamics公司重整廢棄的肉品工廠後形成的地產地消生活農場。除了魚菜共生農場外，還引進了十幾家烘焙坊、啤酒釀酒廠、製茶工坊等精緻手工食品業者進駐，將釀酒產生的穀麥類酒糟作為養魚的飼料，養殖魚的糞便經過發酵成為蔬菜的肥料，而蔬菜生長過程產出的氧氣則與製茶發酵工序中產生的二氧化碳進行循環。The Plant還設置了厭氧處理設備，將各廠家產出的有機廢棄物轉化為沼氣，進而用於發電和提供熱源，讓約90%的廢棄物都被投入能源循環中再利用。

其他諸多案例，包括加薩走廊的屋頂式魚菜共生系統、馬來西亞馬六甲阿羅加加（Alor Gajah）地區的魚菜共生龍蝦養殖、美國紐澳良VertiFarms公司結合當地90餘家公司屋頂的魚菜共生等。

都會農場設立 實現產地到餐桌的零距離目標

總部設於加拿大蒙特羅（Montreal）的Lufa Farm，是一家標榜「都會農業」的設施化農場，創辦人之一的Kurt Lynn在接受媒體訪問時說：「我們認為食物供應鏈中最邪惡的人，就是供應鏈。」道盡了Lufa Farm經營的基礎立場：「縮短食物生產與消費者的距離」，無論是地理的或是供應鏈上的距離。

Lufa Farm以椰子殼作成的一次性使用固態介質、玻璃透光溫室、大型空調設備、補光用高壓納燈、滴灌式灌溉設備等，其實設備投資並不複雜，主要的知識背景仍是園藝學。對Lufa Farm來說，溫室種菜的意義，並不是在找一個安全可靠的地方栽種食物而已，而且整個食物供應鏈的改變。

Lufa Farm 2011年在蒙特羅總部設置雛形（Prototype）溫室，面積大約31,000平方英呎。在雛形溫室的設計上，大約會依溫度設計成四區，分別是熱區、冷區、中介區與加工區，前三區所種植的蔬菜則依農作物對氣候的偏好而定，這樣設計的目的是為了提高熱泵的熱交換運用效果，讓冷區產生的熱供應熱區，熱區產生的冷液體則提供冷區降溫，而中間區則是冷、熱區溫度交匯處。如此設計的目的，是為了節省能源成本，並全年供應蔬菜。第四區則是包裝區，使農作物可直接包裝上車出貨。供應區也只限於蒙特羅地區，由溫室直接包裝出貨上車，送到社區重要公開集結點，如車站、大型商店由消費者取貨。目前共有48個配送點（Drop Point）。

昆蟲牧場生產蛋白質 降低傳統畜牧業對環境的衝擊

人類應用昆蟲的歷史很早，現在的品味可能會覺得食用昆蟲很可怕，但其實昆蟲的飼料換肉率非常高，遠遠超過目前熟悉的牛豬雞魚類飼養。雖然昆蟲外型很難為人類接受，但事實上人類的食品工業裡早已使用非常多的昆蟲，未來面對更大的動物性蛋白質需求，昆蟲的畜牧應用將是解套。

位於荷蘭的Kreca以工業化模式飼養昆蟲經驗長達35年，是少數以企業化方式經營飼料用昆蟲的公司。Kreca目前飼養14種有機飼料昆蟲，每週按訂單供應給生產飼料添加物的客戶為主。2007年起開始供應人類食品原料，2006年瓦赫寧恩大學舉辦的「瓦赫寧恩昆蟲城（Wageningen, the City of Insects）」活動曾經供應人類可直接食用的昆蟲原料食品。Kreca雖投入飼料用昆蟲飼養多年，由於學界尚未大規模馴化昆蟲並選育具高生產特性的品種，對高密度飼養情況下可能肇致的昆蟲疾病病理掌握不足等等，仍有諸多發展機會。

昆蟲亦是效率優良的有機物分解者。南非生物性飼料添加物公司AgriProtien正在開發以家蠅的蛆生產魚飼料用蛋白質，以畜牧業屠宰場所蒐集並消毒後的血水、臟器等生物廢棄物作為蠅蛆的食物，每個月約可生產24.5噸魚飼料添加物高蛋白，解決畜牧業有機廢棄物處理問題也供應了飼料用蛋白質。

養殖高附加價值藻類 用來減碳並做成機能食品與藥妝

綠藻吸收二氧化碳的效率是樹的300倍，台泥與工研院合作，利用水泥製程中產生的二氧化碳培養綠藻，發展出富含蝦紅素（Astaxanthin）的雨生紅球藻，萃取出的蝦紅素可按純度應用在動物飼料、機能性食品、化粧保養品與醫藥品上，減碳還兼具多元應用與高附加價值。

影響人類生活最深最廣 循環農業成效眾所期待 

都市農業最早可溯及1898年Ebenezer Howard於其著作「明日的田園城市」中的倡議，擬藉以解決城市擁擠與鄉村生活孤立的問題。臺北市農會於1990年7月於北投規劃推出市民農園，租賃3~5坪或20~50坪的小塊田地給有需要的市民種植花、草、蔬、果。行政院農業委員會則於1994年成立「都市農業先驅計畫」，輔導並資助各地辦理示範性的生活體驗型市民農園，兼具教育休閒的教育農園、花卉公園與銀髮族農園。目前臺北市已有9座市民農園，呈現出民眾喜好田園的另類「生活風格」需求。

農委會近年為了擴大農民收益推動的農業六級化，也就是藉由一級農業生產乘以二級農產加工再乘以三級農產品販售的乘數效應擴大農業附加價值，正扣合了前述幾項案例中打造在地循環的要旨。除了對專業農戶的推廣外，循環農業必須深入一般消費者的生活，以求長期紮根發展。臺灣民眾近幾年對於有機、健康食材的需求殷切，面對高度都市化與高齡化社會勞動力下降的的趨勢，推動都市循環農業將可善用都會中各年齡層人力，藉由改造屋頂、花園成為都市農園，可收綠化、節能減碳、回歸自然生活並促進居民健康、提供低碳足跡且受信賴的在地農產與深化全民共識的共效，並將成為大型農業生產基地蛻變為循環農業的最佳引力。

地狹人稠的臺灣都會，是建置社區自給自足農作的絶佳實驗場域，加上臺灣發達的資通訊技術、作物生長之大數據分析、智慧農業的加值，以作物生長參數的管控，提供社區農作的管理及服務系統的智慧化服務，可以成為社區自足農業的典範，形成的新型態服務體系，先期可以複製到氣候環境類的亞熱帶、熱帶都會區，在參數控製技術成熟後可逐步推展到各國的都會區。

指標方面則可參考以200坪土地供應3口之家蔬果與居住需求、結合雨水回收與循環利用達成社區90%的水資源自給、結合太陽能與沼氣發電讓社區能源自給自足、轉化90%農業與生活廢棄物成為農業生產資材等做為長期的發展指標。

做法上必需跨領域整合農業知識、建築結構、材料科技、資通訊技術，將萃取的農耕知識結合資通訊技術，開創出建構省力、節能、節水的循環農業輔導機構，同時規劃監理沙盒，輔以相關法規的修訂、政策性鼓勵措施等，結合民眾對田園生活的期待，將可有效推動都市循環農業的發展。農工跨域整合的能量、配套的推動政策與民眾對田園生活型態的期待／參與所形成的「4P公私民合夥機制（Public-Private-People Partnership，4P）」將是打造都市循環農業的關鍵因素（X Factors）。

後續仍待探討議題包含：

1. 如何藉由監理沙盒試行都市循環農業以修訂農業/住宅用地相關法規？
2. 如何將都市型農作社區納入綠建築的評估範疇？
3. 如何萃取農耕知識並結合資通訊技術，開創出建構省力、節能、節水的循環農業技術能量？
4. 如何整合農工能量提出能源、水資源與蔬果自給自足的都市田園規劃？

《延伸閱讀》

• “The ReGen Village”, Marine Robort and Sonia Zarzah, Institut Universitaire de Technologie（iUT）, 2016/2017