對抗氣候變遷及平衡飼料資源-永續的畜牧生產模式

        畜牧養殖生產的系統對人類社會提供了許多好處，包括提供了良好以及安全的蛋白質營養來源，提供就業機會、提升農村經濟、碳儲存、旅遊娛樂機會、資本，以及為開發中國家帶來經濟支持等，然而因人口爆炸成長，全世界的肉品消耗量日益增加，因此所畜養的家畜數量也隨同大量增長，也開始引起許多負面的影響，對環境造成破壞的面向尤多，例如森林因砍伐而消失、土壤侵蝕、水資源缺乏及汙染、空氣汙染、氣候變遷、影響生物多樣性、社會不穩定、疾病傳播等。對於人類社會的需求來說，畜牧養殖生產是把雙面刃，如何維持產業的永續經營，是現代畜產經營者必須直接面對的議題。

　    一個產業的永續發展，必須同時兼顧經濟、環境、社會發展、人類基本需求等多元面向，缺一不可，因此在考慮相關的決策時，須全盤考量，才能使得企業或產業「永遠持續」地有效經營。

Sustainability of livestock production 永續的畜產養殖

1. Land, water, and energy inputs 土地、水資源以及能源消耗

        過去數十年來為因應動物產品的需求，發展出了集約化養殖方式，使得土地被大量運用於建置養殖設施以及種植飼料所需的作物們。然而地表可耕作的區域有限，近年的大量消耗也讓產業面臨了無法永續經營的危機。目前畜牧業所使用的土地面積 ( 包括了放牧地以及生產飼料原料的農地) 大約佔了全球總農業用地的70%，地球總地表面積的30%。相較於原始林地，已開墾土地的碳儲存量大量減少，並且在開墾農用化的過程中也會大量的排碳，森林中可儲存的碳量大約是農地的20~50 倍。

        水資源方面，畜牧生產大約占用了8% 左右的全球水資源。近期有研究發現，提升單一動物產能( 乳、肉量)、提升飼料效率 ( 每單位動物攝取較少量的飼糧作物) 等作法，皆可降低水資源的消耗。
　　畜牧養殖的過程也需要能源。在1970 年代的石油危機初期時，學者Pimentel 即警告，在能源資源相對稀有及昂貴的時代，使用高耗能的養殖技術以維持產能，會對整體農產業的維持及永續發展造成相當的影響。這些能源主要用於生產肥料、農機、燃料、藥物、殺蟲劑、飼料穀物的生產等。

2. Emissions & wastes 廢棄物以及氣體排放
　　越大的經濟動物族群會排放更多的汙染及廢棄物，在總溫室氣體排放量中，畜產品的供應鏈貢獻了44% 的甲烷排放量、53% 的氧化氮排放量及5% 的二氧化碳排放量，除了全球暖化外，也造成了生態系統的酸化及優養化。農業是造成生物圈健全性及生物地球化學循環改變的最大推手，實質上對「氣候變遷」、「土地系統改變」、「淡水使用」等都有很大的影響，甚至加速了威脅包括土地、海洋、大氣、冰層、生物和人類等地球限度的改變。

3. Reducing meat consumption 動物性蛋白質的消耗減少
　　為了減少畜牧產業對於環境/ 永續發展的影響，許多國家/ 組織也開始提倡減少動物性蛋白質的消耗，因此所謂「植物肉」的研究及開發如雨後春筍般竄出，西式飲食習慣開始轉向選擇「植物性」、「較不精緻化」的食物選擇，也開始探討如何增進管理方式及技術，來減少食物的損耗及浪費。但這需系統性的食農教育、政策及推廣，目前消費者仍未能有效且有意識的選擇「什麼是對環境且氣候友善的食物」，並且在開發中國家的營養需求中，提供有效的動物性蛋白仍是有其必要性。因此在現階段如何能夠「永續且環保的」生產動物性蛋白質仍然是必要且迫切的需求。

High input- high output production systems 高輸入- 高輸出的生產系統

1. Improved level of outputs 提升產出的能量
　　欲提高產能，首先的第一步便是放大目前的生產能力，科學上可藉由提升飼料原料營養價值、基因/ 品種選擇、飼養管理等方式來達到，然而在實際操作上仍然有 「產能差異」，也就是我們所觀察到的產能與我們預期上的產能仍有落差，這可能是因為目前現有的技術推廣、水資源、飼料原料品質差異、飼養空間差異、人力或可獲取的資源、市場習慣等影響因素所造成。實際上在某些地區，畜牧業的產率已達到最大化，但相對來說在某些地區仍然有成長的空間。為了應對快速增長的動物產品需求，在近幾十年畜牧生產系統在西方國家已發展成一種能夠快速周轉、高密度資本、相對高機械化低勞力的食物產出系統，高度密集的產
業應用最佳的品種策略，來降低所謂的產能差異，相同的養殖觀念及系統也慢慢的導入了已開發國家。

        遺傳改良是在此系統中很重要的一環。在19 世紀時，歐洲、美洲及亞洲的科學家進行大量研究，奠定了一個良好的現代選種基礎，並在各地區依其氣候及地理特性進行更進一步的選拔，並發展出了許多的商業種畜公司。在1970 年代，商業上因各品種雜交優勢的顯現，開始大量普及使用雜交的肥育品種，一般來說公畜會選擇高產能的性狀( 肥瘦比例、屠體品質、飼料效率等)，而母畜則會擇其繁殖性狀( 受精率、發身齡、活仔數、窩重等)。目前在全世界的豬隻生產系統中，使用大白豬、杜洛克、藍瑞斯、漢布夏、約克夏及比利華等品種為大宗。提升產能與「飼料效率」 性狀的選拔特別相關，以利使用較少的資源，降低生產飼料能源需
求，同時降低排放。產能性狀的上位選拔(Upward selection) 理論上並無上限，但有時仍會使用下位選拔(Downward selection) 以維持動物的能量平衡( 攝食量、身體質量) ，過與不及皆可能造成動物生產的穩定性產生變化。

2. Improving quality of inputs 提升輸入的品質
　　遺傳選拔使得動物的產能提升，同時也需要相應品質的投入。欲提升現代密集的畜牧生產產能，必須同時提升管理科技以及提供同時高品質及足量的資源讓選拔出的生產特性能夠發揮。隨著畜牧業與傳統農田、農牧混合或使用農副產物的後院養殖方式脫鉤邁向獨立化，包括了穀物、油粕、魚粉及豆粉等，高營養具經濟價值的飼料原料變成在國際市場中流通的經濟財之一。統計上，全世界約1/3 的穀物、74% 的麥類及83% 的黃豆生產為動物飼料使用，許多地區如歐盟，大量依賴其他地區穀物的進口，也間接墊高了飼料原料成本，必須加強質與量的轉換。

3. Precision livestock farming 精準養殖
　　為了維持穩定及高品質的輸出，高輸入及輸出的生產系統也發展出了一套新一代的生產監控系統，稱為「精準養殖 (Precision livestock farming)」，這是一個持續實時監控動物的生產、繁殖、健康、營養、環境影響的管理模式。
　　因飼料佔畜牧養殖的成本高達6~7 成，精準營養及飼料的投入也在此管理模式中佔有非常重要的角色。動物的營養需求是動態的，會與其內在因素( 遺傳、健康狀況及營養狀態)與外在因素( 環境、社交壓力等) 互相影響而改變，業者須實時監控場內動物的狀況，即時提供所需要的營養量，讓動物能發揮其生產潛力。要實行精準營養，必須掌握場內許多重要的生產數據，包括攝食量、體增重以及消化率等，甚至是個體或小群體的差異等，利用這些數據方能預估餵食的飼料配方內容是否需調整或修正，限制或增加餵食量，甚至分群或依個體提供適當的添加劑或配方來輔助，達到最理想的生產目標。
　　以往商業型態較大群體且單一的豬場管理方式通常會為了放大群體的產能而忽略了個體及不同飼養期狀況的差異，使得部分動物的營養攝取不足，而部分的動物卻攝取了過多不需要的營養。因此採取精準營養的飼養管理方式，可以大大提升飼料效率，最佳化利用飼料營養，甚至可以節省許多飼料成本，需要多少吃多少，不造成浪費，也可以間接地減少因剩餘營養排出導致的環境負擔。
　　除了營養的管理以外，許多參數也需要被監控，像是定期採血紀錄參數、抽樣唾液或糞便檢查病原，體溫及環境溫度、濕度監控，行為觀察( 如喝水頻率、移動頻率、姿勢、社交活動等) 以及壓力控制等，精準且實時的關注動物群體及個體的健康，讓管理者能夠即時的去預測場內動物的疾病狀況，並在疾病爆發前就採取措施，提早並精準地使用藥物或疫苗等，減少不必要的損失並降低濫用藥物的成本及負面效應。

Reduced input- reduced output production systems 減少輸入- 輸出的生產系統

　    近期因世界局勢的動盪以及通貨膨脹造成的壓力，使得生產成本節節升高，原物料漲幅以及缺貨狀態也讓整個產業處於一個高負荷的狀態，也提高了各種風險，尤其是大宗原料產量較少的地區。而近期也有研究發現，近代選育出的高遺傳性能品種動物因有單一化的現象，在密集族群、進階動物營養的精緻飼糧及符合遺傳性能的特定管理飼養條件下，對於環境或飼糧的改變趨於敏感。因在自然環境下，動物演化出各種能適應野生環境中不同變化的條件，過於目標性的選拔或單一化的飼養管理可能會使動物在自然環境中的適應性不足，因應變化時反而會有反效果，造成生長表現的衰退。因此長遠來看，可在高強度的介入養殖及自然的適應中找到一個平衡，適當改變育種、管理及飼料配方向，因地制宜，才能達到減少輸入，但維持一定輸出的目標。

1.Climate change 適應氣候
　　舉例來說，不同地區的動物有一定的舒適溫度區間，而氣候變遷所造成的氣溫改變極易造成不適應，導致退料或疾病爆發，更甚者，乾旱或極端的暴雨或其他的天氣現象，也可能造成飼料作物的營養價值改變或減產，無法及時提供或補足，這時原本的動物品種可能就因不適應而導致生產大量損失。

2. Alternative feed resources 替代性飼料原料
　　國際市場上用以支持高產潛能經濟動物之高營養價值飼料原料的使用近期也時常被挑戰，原因是用以餵飼動物的穀物原料可能會與人類的糧食競爭，若使用營養濃度太高的原料，可能導致排擠食品用原料的空間。因此產學界已開始尋找應用各式替代原料( 包括農副產物、廚餘、生物產物、生物副產物等)，增加飼料原料的多樣性，改使用當地的農產原料等，以確保人用食品原料的來源及安全性。而目前應用替代原料的障礙為原料來源的安全性( 如廚餘可能會造成病源傳播)、所含營養素的穩定性( 各批原料的差異) 以及消費者的接受度( 如蟲蛋白等) 。然而，使用替代性原料可能會限制現有動物品系的生產能力，因此為了達到最佳生產效率，除了飼料配方的調整外，同時也要注意選擇適合的品系 ( 與高產能的品系不同)，才能合乎經濟效益，或將在地的原料成功地轉化成肉品蛋白。

總結

　本文探討了兩種不同的畜牧生產系統，兩者皆欲改善未來豬隻生產的永續性。第一種系統為高輸入- 高輸出的生產概念，因應現代化及約飼養的方法，在有限的環境資源及土地上最大化動物性蛋白的生產效率，同時盡可能降低對環境的影響。而此系統的概念主軸為運用精準的飼養管理 (Precision livestock farming)，包括選拔高產潛能並餵飼精準營養濃度的飼糧，並確實監控疾病及動物福利。第二種系統為減少輸入- 輸出的生產系統，這類生產方式主要的育種方向為提高動物的” 適應性”，使這些產食動物能適應環境以及營養濃度相對降低的飼料，但這類系統的概念就如同有機農業一樣，可能會被現有的慣行模式挑戰，在施行或轉換初期的獲利及產能可能會不如預期，因此區域性的飼料原料/ 替代原料分析及穩定供應便是採用此模式必須考慮的因素。兩種概念的採用及施行皆須配合精準的飼料配方計算，適時使用添加劑或對飼料進行前處理，減少抗營養因子的影響等。
　　在評估並建立一個能夠永續發展的畜牧生產模式時，必須考量許多面向，包括了解國際市場上的飼料來源及成本限制、是否能夠有效利用當地生產的農產/ 副產物作為飼料原料、可以提供生產( 包括農作及畜牧場) 的土地比例、欲達到的生產水準、政府的農牧相關政策及發展方向等，才能有效達成產業永續發展的目標。

 

資料來源:
Rauw W. M., L. Lotta, I. Kyriazakis, M. Overland, H. Gilbert, J. C. M. Dekkers, S. Hermesch, A. Bouquet, E. Izquierdo, I. Louveau and L. Gomez-Raya (2020) Prospects for sustainability of pig production in relation to climate change and novel feed resources. The Journal of the Science of Food and Agriculture. 100: 3575-3586.