淺論綠色農場的永續性

一、前言
步入21世紀以來，由於能源短缺與環境資源不足等影響人類生存的問題日益嚴重，使得能源與環保成為人類永續發展極重要的兩大課題。就我們目前的認知，人們幸福的生活需要耗用大量的能資源；在能源耗用方面，因大部分能源取自化石燃料，故大氣中二氧化碳等溫室效應氣體的含量急劇增加；由溫室效應所產生的全球溫暖化和氣候變遷等結果，已成為不爭的事實，因此，“節能減碳”已成為現今最為時尚的環保運動。另一方面，為尋求物質方面的享受，工業化量產與大量消費的習慣，會加速不可再生資源的消耗，而大規模且高品質的農漁牧業開發，又屢屢造成水土保持與土地劣化等問題；故而環保團體提出簡樸生活(Simple life)或樂活生活(Lifestyles of Health and Sustainability ; LOHAS)的新主張，希望能抑制能資源的消耗。但是，人類科技追求高品質和高文明生活的發展動力，是否應隨著永續發展的原則而加以限制？是否有雙贏的策略？這些問題值得從事環保工作者深思。

人類永續發展的課題涉及“世代公平”與“自然資源節約使用”等原則，前者的執行目標較為空幻，在本文先不予以討論；而後者又可分成“不可再生資源”與“可再生資源”兩個部分，“不可再生資源”可透過資源回收再用或產品微型化與延壽等手段，來減少資源消耗或增加其效用，以達成節約自然資源耗用的目的。 在“可再生資源”方面，以不破其再生能力為節約的使用原則，而“可再生資源”在自然界中的範疇，涵蓋空氣、水、土壤、及生物質等物質元素，以及水力、風力、生質能等各種綠色能源(或稱“可再生能源”)。就人類目前對能源的使用量而言，可以將太陽能與地熱視為無限資源，這些能源亦為地球各種運轉機制的動力來源；現今人類各種科技發展的目標，即在探討如何有效率地使用這些能量，嚴格來說，人類對能源的使用與管理，目的在於提昇能源使用效率，並無所謂的“能量循環回收”這回事。另外，各項物質資源的循環使用牽涉到很複雜的能量轉換機制，而其中生物質的再生能力是否可加以控制？其永續經營的可行性如何？這些問題將在後面章節加以初淺討論。

地球上的生質資源依生態學的分類，可分成生產者、消費者、及分解者等三大類，其中綠色生物所扮演的生產者角色為所有生質資源的源頭。綠色生物具有的光合作用能力係利用大氣中的二氧化碳或水中的碳酸系統，在光照的條件下，將非生質轉換成生物質(Biomass)；而消費者利用這些綠色生質來繁衍其種群數量，並形成所謂的“食物鏈”與“生物金字塔”。分解者則將這些生物質分解成非生物質，回歸自然界，構成自然界的物質循環系統。廣義的“生態系統”係探討包含上述有生命與無生命兩部分結合的運作機制，從而衍生出“生態消長”、“生態穩定性”、“動態平衡”、“生物多樣性”、及“涵容能力”等多項基本理論。人類從生態系統中取用生存與生活所需的資源，如能講求節制有度，則大地會供給無限資源；但隨著科技發展、社會進步、及人口快速增加且集中於都市等情況產生，自然生態供應的資源已不敷人類所需，以高產為目的的人工生態系統(農漁牧業)興起，大量取代原始生態所依存的空間，用來生產足夠的資源供養人類。如此破壞自然生態的人工維生系統是否應提倡？如果加以限制，那生存或生活所需的資源與空間從何而來？本文即初步說明這些問題的源由，並探討其可能的解決方案。

二、傳統農業的問題
由於自然生態系統能提供的資源不敷人類發展的需求，致使提昇生態系統生產能力的農漁牧業興起，我們謂之“文明進步”。古時的農業以種植作物的農田為主，而漁牧業多以自然放養為主要的生產方式，大量的農產品需要大量的水土資源，故而有“有土斯有財”的概念。以現今的生態觀念來看，人類從自然生態系統中切割一部分的生態空間，以人工方式營造一個非自然的生態，其目的在加速或提高單位面積的生產量；這些人工生態通常需持續投入人力或物力資源，以維持其生產力。然而，在投入這些人物力改變自然生態時，對自然生態系統的衝擊是否加以事前評估 (如果以前有“環境影響評估法”的話)？又這些產業引發的環保問題有?有事後補救措施？以下分別探討國內過去農漁牧業發展的緣由、產生的問題、以及採取的補救措施等過程，並檢討其永續經營的可行性。

1. 土地開發使用問題
台灣地區在光復後一直以農業為產業主力，到民國70年代政府大力發展工業，國內產業與社會結構改變，人口向都市集中，都會區周邊的農田變為大樓與工廠，偏遠郊區的農田因人口流失而廢耕，在此時期前的農業問題不大。隨後政府為照顧農民，縮小城鄉差距，許多興農政策出爐，例如開闢產業道路，發展新品種高單價的農作物，引進農藥與化學肥料，大量農業貸款等措施，在短短十年間，台灣的山坡地大變樣，並產生下列問題：

(1) 水資源的使用效率
台灣地區的農田大致可區分成平地與山地，平地農田原有的明渠灌溉系統、極易受都會區或工業區的污染(如鎘米事件)；另一方面，平地農田亦會與都會區或工業區爭用水資源，而農用水源又是水資源產值最低的一種，故目前在枯水期，農田用水常競爭不過民生用水與工業用水。對於水污染問題，政府與民間大量投資在淨水設備上，並明令取締違法偷排，如此作為雖可降低水污染對環境的衝擊，但亦使得平地農田灌溉水的用水成本偏高。此外，每逢枯水期，農田休耕期還需政府編列預算補貼農民，造成社會不公平現象。另從台灣地區的氣候因素來考量，農作物吸收的水分還達不到地表蒸發量的十分之一，如此低的水資源使用率，在目前缺乏水資源的國情而言，提高水資源農用的效率應為重要課題之一。

(2) 水土保持監管工作不能持續
開闢山地農田的問題主要為濫墾、濫伐、及亂開產業道路等方面，雖然農政與水土保持單位對山坡地開發皆有明確的規範，但農民開闢山田、產業道路、及其後續管理的情況，是否有專責單位監管？更諷刺的是土石流每每發生，居然需要依靠預警系統來逃難。從發生?榔樹、高冷蔬菜、高山茶、水梨、水蜜桃、巨峰葡萄等種種土石流事件的原因探討，前前後後十餘年，這是天災還是人禍？

(3) 單一作物的生態考量
傳統的農田因耕作與銷售方便，大多採單一作物的耕作方式。依生態學的觀點來看，單一物種構成的生態系統較脆弱，易受環境因素與病蟲害侵擾，而影響收成；另外，單一作物能提供的生態棲地較少，不利於生態系統的穩定。近年來，政府倡導農田採用間作與輪作，除考慮土地的肥力的問題外，亦可提供多樣化的生物棲地。

2. 肥(飼)料使用問題
以經營農漁牧業收成農產品為目的的人工生態系統中，為了使特殊物種能在特定方式照顧中持續存在，不同物種有不同的耕作方法；添加肥(飼)料為通用且必需的手段，以促進農漁牧產品在人工生態系統中生長。肥(飼)料在農場中無限制的使用，可能產生下列問題：

(1) 肥(飼)料過度使用
為了使農作物、養殖牲口與魚類超速生長，通常使用的肥(飼)料較正常生長所需為多，在注重收成率(農產品產量/肥(飼)投入量)的前題下，造成過多的肥(飼)料從農場排出，此種經營方式極易造成環境優養化的後果。在取得優良農產品與減少環境污染兩個相衝突的議題下，如何取得平衡或雙贏的管理策略，值得加以深入探討。

(2) 化學與有機肥料的問題
過去有段時間，台灣地區使用有短效的化學肥料，以快速從田地裏收成農作物，因而造成土壤酸化與土地肥力喪失等問題。後來農政單位倡導使用有機肥料，以及利用農地休耕時種植綠肥等措施，改善農地的生產力。有機農業的推廣有助於農產品品質提昇，但長效的有機肥經雨水滲出後，造成下游水源長期的優養化，故施用肥料應有系統化而全盤的考量，避免自然生態遭受長期優養化的衝擊。

(3) 以動物糞便為肥料與污染排放
農田使用動物糞便為肥料與養殖業的糞便污染排放等問題，為傳統農漁牧業的主要污染原因。由於近年來腸病毒、口蹄疫、禽流感、及發革熱等傳染病在國內釋虐，故動物糞便作為農肥時應加以有效管制，以免農漁牧產品遭受病毒污染。

3. 農藥與生長激素使用問題
由於農漁牧業經營的人工生態沒有與自然生態隔離的觀念，人工生態中脆弱的物種極易遭受來自自然生態的病蟲害；因此，除草劑、殺蟲劑、及抗生素等防止養殖生物致病的農藥，以及費洛蒙與生長激素等與促進養殖生物快速生長的化學藥劑大量使用，造成食品安全的危機與自然生態的浩劫。農政單位雖然大力宣導農藥的正確使用方式，或提倡以防蟲套袋來保障農產品等改良措施，但食品中農藥殘留的問題仍然困擾國內食品衛生單位，且導致環境毒物與環境荷爾蒙等問題為目前環境衛生學必須面對的嚴重課題。

4. 引進外來物種問題
通常農漁牧業所選養的高價值物種大致可分成兩類，一為嬌貴難養，一為耐命多產；前者需消耗較多的環境資源去培養，而後者多為生態中的優勢強種，若培養方式管理不善，則易造成下列生態問題：

(1) 環境資源過度消耗
國內高價值物種最耗環境資源者首推沿海的養殖漁業，為提高單位面積收獲量，養殖業者多進行高密度養殖；為免養殖池水質惡化，需抽取大量地下水更換養殖池的污染水，因而造成嚴重的地層下陷與海水倒灌，海水入侵地下水後，又使得沿海土地鹽化，不利作物生長。

台灣中南部山區有許多大型的養豬場，豬糞尿廢水污染河川由來已久，另有佔河養鴨的人家，故河川優養化情形嚴重，影響水資源的有效利用。近年來，政府投入大筆環保經費，沿河設置人工溼地來淨化水質；由野生生態的復甦情況，可推知河川中下游的水質稍有改善。

(2) 外來物種破壞生物多樣性
選養生態強勢的物種可節大量的養殖成本，或提高單位土地面積的生產量，但如果養殖場對人工生態管理不當的話，極易造成生態結構的破壞，滅絕本土的原生物種。台灣地區過去的案例有吳郭魚、福壽螺等事件，這些強勢物種與本土原生種競爭生存空間，佔據河川中原生物種繁衍的棲地，使原生物種無法存活。

當強勢物種污染生態空間後，原生物種競爭不過外來物種，如此會增加復育原生種的困難度。過去在七家灣溪復育櫻花鉤吻鮭，或在北勢溪復育香魚時，皆選取水溫較低且不利吳郭魚生存的河段，以避免生存棲地的競爭。

5. 其他有關新農業發展將面對的問題
農漁牧業的經營者為提高養殖物種的收成量與價值，常於養殖過程中使用一些不利人體健康的化學添加劑(例如抗生素、歐羅肥、增色劑等)，使得農產品很難達到政府所謂有機農業的標準。因此，近年來政府推動農產品的指紋認證系統，以確保消費者能買到優良的農產品，但市面上有優良標章的農產品仍佔少數。

原則上，農產品消費地點離產地愈近愈好，如此可減少農產品的運輸距離，故政府倡導消費本地農產品，並以“綠色餐飲”與“節能減碳”為號召。然而，都會地區人口密集且污染嚴重，農漁牧產地多在 號稱“無污染”的邊遠地區，如何以科技力量來調和此種矛盾現象，是未來新農業努力的方向。

天候因素亦會影響農漁牧業的生產，在台灣地區每逢豪雨或颱風必然造成菜價上漲，如果災情慘重，政府另會動用預備金給予補償，如此作為是三方(政府、農民、及一般消費者)都不滿意的折衷方法；如何穩定生產農產品，應為今後農漁牧業管理可以努力的方向。最近有些生物技術公司提出植物工廠或垂直農場的概念，這些議題皆需經模廠實驗與經濟評估後，才可進入市場推廣階段。

農漁牧業在養殖或農產品加工過程中所產生的農業廢棄物，為新農業科技需要面對的問題，開發回收再利用的技術為符合永續原則的研究方向。另外，如何建立農產品的品質標章與品牌形象等問題，亦為新的農業發展需一併考慮的議題。

三、綠色農業的考量
過去中國傳統上以農業為立國之本，承平時代人民豐衣足食；但東亞如今成為世界上高密度人口的地區，為養活這些人口，必須講求單位面積的生產量；另一方面，為求提高農民所得，提倡精緻農業是目前常用的解決方案。以台灣地區為例，高價且精緻的農作物生產地區，遍布全台各地，已然成為破壞國土利用價值最主要的原因之一。為求台灣地區能永續發展，以科技輔助農場經營的新式農業應加以深入探討。以下分別說明永續綠色農業需考量的一些議題：

1. 以科技提昇農場單位面積的生產力
農漁牧業所經營的人工生態系統，其本意為加速生態系統的生產能力與提昇農產品的價值，而從育種、培植、促進生長、防病蟲害、及精緻化等種種手段，皆離不開使用科技的方法。如果農場的環境條件可經由人為控制，則農場中的農產品可控制在最佳環境條件下生長，以此觀念來提昇生產力，除可避免大多數科技的副作用外，對?定農產品的品質與產量亦有絕大助益。

為達控制農場環境條件的目的，首先要隔離人工生態系統與自然生態系統，而目前隔離生態空間的作法有：(1)設置生態緩衝區，(2)建造溫室或棚屋等兩種常用的方法。生態緩衝區適合設置在土地資源較多的地區，建置成本較低，而溫室與棚屋的造價較高，多在土地成本較高的地區使用；若以完全控制農場的環境條件與避免天候因素影響產量等因素考量而言，則以建置環控型的溫室最為合適。

在溫室中對溫度、溼度、及光照等環境條件的控制成本較低，如欲控制作用生長的營養條件，則需另行添置水質的控制系統，所有水資源皆可回收與循環再用於作物生長，其利用效率最高。

2. 減少使用肥料與避免化學藥劑污染
溫室內農作物所需的營養成分可精確控制，節省肥料(或飼料)的用量，並且提高其使用效率；另外，環控空間內養殖所用的土壤與灌溉水皆經過滅菌，可有效隔離外來的生物污染與病蟲害，不必使用化學藥劑來管理生態系統。在環控型農場內，係以優化作物的生長條件來提高生產力，不使用化學生長激素，故亦無環境荷爾蒙的問題。

3. 減少人工生態對自然生態的負面衝擊
由於環控空間的隔?效果，可避免養殖物種污染自然生態，而透過營養鹽的控制，亦可降低環境優養化的程度；環控農場周邊如輔以生態緩衝區或生態溼地，則可最大程度將農場與自然生態融合。緩衝區的設置除可吸收農場排出的營養鹽外，又可增加自然的生態棲地；具隔?效果的環控型農場必須做好生態管理，以避免強勢物種壓縮原生物種的生存空間。

另一方面，藉由農場的隔?與控制效能，即使惡劣環境條件的地區(高緯度寒冷地區或沙漠缺水地區)亦有可能建置，而這些地區綠色蔬果的經濟價值使環控型農場的建置更具可行性。

4. 節能減碳的功能
環控型農場所需的能源系統考慮使用太陽能、風力等綠能系統，並使用燃料電池作為備用電源，如此可適用於供電困難的邊遠地區。由於農場的隔離效果，亦可將農場設在都會區內或其近郊；藉由綠色植物的光合作用，可吸收都會區排放的二氧化碳(或稱之為“碳中和”)，在都會區具有減碳或碳中和的功效。

另外，環控型溫室靠近都市，可減少食物的運輸距離，符合綠色餐飲對食物來源的要求。又環控型溫室建置時，可考慮食物鏈的能階來安排多種作物同時種植或養殖，將複合型農場的成果作為環境生態教育的體驗場所。複合農場內的綠色植物在進行光合作用時會吸收二氧化碳並排出氧氣，農場所產生的富氧環境，亦可提供都市地區作為有氧的休憩場所。

5. 遠端監控與休憩功能
人為經營的人工生態系統其穩定性較自然生態系統差，故需輔以連續監控系統來瞭解與控制系統的變化和穩定性，而連續監控以透過網路的遠端監控系統最為合適(可順便玩實體的“開心農場”)。

四、環控型碳中和農場的構想
前面所述為建置綠色農業需考量的一些問題，而以目前國內的科技能力而言，使用高性價比的產品，可使環控型農場的永續經營較具可行性。因此，對於建置一個理想的環控型碳中和農場，本文提出下列的構想，期望新改良的環控型農業能達到永續經營的目的。

1. 環境隔?結構
農業生產所營運的人工生態系統，係從自然生態系統中切割出來的一塊空間；有控制地隔?此兩種生態空間，除可提高農場的生產力外，亦可避免農業活動對自然生態系統造成衝擊。而以目前的科技能力而言，玻璃溫室是人們可以接受的生態隔離手段；但因此種方式所花的成本較高，故講求節約與提高生產效益等兩個考量因素，必須在事前妥善評估，以免投資報酬率太低而不具可行性。

玻璃溫室除設置成本較高的缺點外，對於水、空氣、及土壤等環境基本因子的皆有良好的隔絕能力，而且對採納陽光的耗損率也不高；另外，玻璃屋的物理結構強度對於抵抗農業的天候影響，亦有很好的效果。因此，以玻璃溫室作為環控型農場的基本結構物，在營運成本評估可行的前題下，應優先考慮使用。

2. 生態緩衝區
人工生態系統與自然生態系統間以生態緩衝區或人工溼地來區隔，除可減緩人工生態系統對自然生態系統的衝擊外，另可從此項投資中獲得下列優勢：
(1) 生態緩衝區可削減人工生態系統排出的優養化污染物質。
(2) 生態緩衝區的投資可由建置休憩遊樂空間來獲得補償，由於緩衝區的生態產出不以營利為目的，故其管理工作可兼顧生態保育與休閒遊憩兩個目的。
(3) 緩衝區亦可設計成生態保育區，原生物種保留區、或自然生態教室等以環保為目的的環境教育場所，或是施作自然生態空間縮減的補償工程。

玻璃溫室具有良好的生態隔?功能，如能輔以生態緩衝區的設置，對於生態保護有加成效果。另外，緩衝區亦可使農場具備休閒遊憩的用途，對於提高農產品價值與營造環保正面形象等方面皆有助益。生態緩衝區的配置緩衝區與環控型農場的區位配置例如圖-1所示。

圖-1　環控型碳中和農場區位配置例

3. 綠能系統
環控型農場玻璃溫室的屋頂或向陽面可加裝半透膜光伏(PV)，而綠色植物光合反應系統的人工光源(LED燈照明)可採用綠能的系統設計，其系統組合如圖-2所示。綠能系統主要以太陽能、風力等天然力量為能源，但天然力量有供應不穩定的缺點，故需有貯能設備與備用電源等考量。風力發電設備經由近幾年的發展，已有許多成熟的型號商品化；另外，薄膜太陽能板的開發，使太陽能的轉化效率達到30%以上，並可選擇性的讓某些光合作用所需的特定光波穿透，在發電時不影響綠色植物的光合作用(薄膜光伏如圖-3所示)。至於備用電源可採用市電，而在無市電供應的地區，則可考慮使用生質柴油發電機或燃料電池來當備用電源。

蓄電系統可以陣列式蓄電池為之，陣列式系統可同時接受多種複合電源，並同步多點輸出電力，對電力能源的應用較具彈性。電力的輸入/輸出可由監控電腦執行最佳化管理程式(稱其為“智慧化電力管理系統”)，以延長蓄電系統的壽命，並可記錄各項電力的輸入/輸出值，方便操作人員即時監控。
單波長的LED燈光源較便宜，故可針對不同植物的光合作用色素，設計不同的LED燈組合陣列，使光質能適合特定農作物，且光能的利用效率最佳。LED燈的低溫效特性與防水設計，可讓燈具置於水中，減少光距並增強照度，以提高照明效率。

4. 水資源循環系統
理論上，在環控玻璃溫室內可保存除植物吸收外的水分，但水循環再用系統需考慮到水回收的成本，故可視區域性水資源的價值來決定對水循環系統的投資額。農場對水資源的應用可由水量、水質、及水力等三方面來考量，水量通常為水資源的計價依據，故農場內的用水應儘量循環再用並妥善管理運用，以減少水資源使用量或提高水資源的使用效率。在水質方面，可分成外來水與內部循環水兩部分來討論，外來水應考慮是否含有重金屬或農藥等易造成生物累積與生物放大效果的污染物，或是含有抑制農作物生長的無機鹽類；而內部循環水則需考量鹽類累積與pH值變化等影響農作物生長的因子。
水力係指水的位能與動能，在水的位能考量方面，與水流的路徑有關，原則上水資源的應用應由高位能至低位能的路徑來安排，如此可節省水力運輸所需的能量與設備，並可節約初設費與營運費用。水力循環的安排案例如圖-4所示，外來水送入蓄水池後，由氣昇泵送至水塔，再以水塔的位能推動整廠的水流，不再需要動力抽水設備，而循環水所需的動力亦由氣昇泵提供，故玻璃溫室內無抽水機，農業操作所需的動力(曝氣與攪拌)皆由氣動泵提供。
水耕作物所需的肥料由蓄水池加入，在水資源每一階段的運用皆需監測肥力與鹽度累積等水質指標；如果玻璃溫室的培養為非定常狀態(unsteady-state)，則實時監測( real-time monitoring )系統為必要的裝置，如此才能控制動態系統。

5. 複合農場經營模式
玻璃溫室內的農作物可採用水耕、滴灌、或土耕等多種方式來栽培，培養綠色作物的空間內，可併養一些水產或小動物，只要生態管理的安排妥當，溫室內的人工環境亦可營造成多樣性的生態空間。如此作法可豐富農產品的類別，減少淡旺季對農場經營的衝擊；另外，不一樣的生物對環境的需求不同，如能做好資源需求的階層管理，對於水資源與肥料亦有較佳的利用效率。

6. 環境監控設備
農作物生長所需的特定環境條件(如溫度、溼度、光照度、及水質條件等)，可由實時監測系統進行監測。這些監測資料透過網路傳輸線路，可蒐集至SQL伺服器，再由網頁介面程式整合各項監測資料，並將整理結果以網頁方式顯示在網站上，以利於農場進行遠端的監看與控制。整個數位化網路的規劃案例如圖-5所示。由圖-5的示意圖可看出整個網路系統可連接至外部網路，而內部網路舖設光纖網路線，使監測及影像數據能達到實時監測的要求。網路系統最好能使用兩個以上的網路伺服器，將資料伺服器(SQL server)與網頁伺服器(Web server)分開，其間以虛擬IP連接，如此設計可避免遭遇許多開放網路的問題，並確保監測資料的安全性。網頁伺服器的系統與網頁資料由SQL伺服器產生，使網頁伺服器的維護與復活再生的工作較容易管理，省去許多網路管理上的困擾。

7. 過去關於環控型農場的相關案例說明
本節將說明有生科技有限公司過去執行有關於環控型農場構想的計畫案例，以供環控型農場規劃時參考。第一個案例為某工業區雨水下水道的水質監測系統，該監測網為國內第一個考量各監測點之間數據的交互關連性，並呈現網路實時監測的強大功能。第二個案例為位於林口的養藻綠能工廠，此案例涉及多項綠能事業的系統整合，為國內規劃較先進的綠能工廠。

案例一：工業區雨水下水道水質監測系統

配合某縣政府環境保護局的需求，規劃於縣內工業區下水道中設置20組固定式水質監測設施。主體工作內容包含設備選購與裝設、設置地點規劃、線路鋪設、保固及保險等，其餘附屬工程包含：建置監控系統電腦主機、簡訊自動發送系統等。設置本系統的目的為利用水質自動監測設備連續運作及發出警訊之功能，使環保局或工業區管理中心人員得於水質異常時，藉由水質監測結果迅速判斷可能污染來源，並前往現場處理相關事宜。

監測系統完工後各監測點的監測項目包括影像、水溫、氫離子濃度指數(pH)、導電度、及溶氧等，監測頻率至少每秒一組數據，影像與監測數據可即時貯存於資料庫中，數據並可以Excel檔案格式輸出。該系統經規劃與選點後如圖-6所示，由圖-6可看出工業區依監測點的上、下游關係分成十二區，各監測點的實時量測值與相對應測點的量測值比對，如發現異常(異常情況由環保局定義)，可自動發簡訊給環保局指定之有關人員。

監測系統的監控中心可看到如圖-7的螢幕畫面，畫面中除實時監測影像外，亦可顯示實時的水質監測數據，方便監控人員掌握整個監測網的資料。

本案例另開發出水質異常的預警功能，當監測系統判斷異常情況發生時，自動發出預警簡訊通知有關人員即時處理，系統的水質監控畫如圖-8所示。

案例二：林口養藻綠能工廠

本案例主要目的為在林口建置一個培養藻類的光合反應模廠，模廠本體由光合反應器、綠能系統、水處理系統、網路監控系統、與生態緩衝池等子系統所構成，系統的大體組成如圖-9所示。由圖-9可看出微藻養殖系統需要輸入的項目有藻類培養液、攪拌用的氣體、以及促進光合作用的人工光源(LED)，其中藻類培養液桶槽兼作CO2吸收槽，液體來源為新鮮海、淡水、藻類回收後的循環水、以及藻類生長所需的營養液等混合液。藻類培養系統的培養液進入藻類回收設備，藻類回收後的過濾水除部分供生態養殖池使用外，其餘經適當處理後循環至CO2吸收槽再用。另外，洗煙塔的尾氣導入藻類培養系統，作為藻類培養桶內攪拌用的氣體，而經光合作用後產生的高含氧氣體則提供給生態養殖池使用，以提高養殖密度。

模廠的綠能系統係以太陽能光伏與LED人工光源等整合為綠色能源子系統(照片1與照片2)，蓄電系統以陣列式鉛酸電池為之(照片3)，有多點電力輸入/輸出的功能，而能源管理軟體程式監控。遠端監控系統以網頁方式呈現監測結果，其中光電系統、溫室與整廠的監測網頁案例如照片4~照片6所示。

完工後的生態池種植植物(照片7)與放養魚類(照片8)，經半年的水質檢驗(檢驗項目包括碳、氮、及磷等營養鹽)後，證實生態池對養藻放流水中的營養鹽有很好的穩定效果。各子系統操作情況的照片整理如表-1所示。

表-1　養藻綠能系統操作情況

五、結語
為改善國內農漁牧業的污染與浪費環境資源等問題，以科技能力來提高單位土地面積的生產力與避免衝擊自然環境，為今後農業發展應考慮的方向。整合多項科技特色的環控型碳中和農場能具有下列優勢：
1. 種植綠色光合作物進行碳中和符合永續發展的環保原則。
2. 隔?的農場不會影響自然生態，對農產品的品質亦較有保障。
3. 利用太陽能與風力等綠色能源可減少碳排放，農場亦可設在供電困難地區。
4. 以生態緩衝方式減少農業污染，對環境影響最小，又可提供休憩場所。
5. 使用遠端監控系統，可減輕農民“巡田水”的勞力負擔，又可建立生機農業的品牌。

而環控型農場涉及多項科技，其維持管理所需的專業知識較多，故可能興起一門專業領域，專門從事設場投資顧問與維持管理的代營運機構，甚至其推廣銷售亦可成為一門學問(生機食品)，這些方向皆有助於減輕農業問題或提高食品的安全性，亦為符合永續發展原則的一項新科學領域。