生態足跡、碳足跡與水足跡之相關研究

生態足跡的基本概念乃是將人類對自然環境的各種各種消費轉換成共 通的土地與水域面積，生態足跡愈大表示人類活動對生態的影響愈大，亦即 愈不永續。生態足跡是一種綜合永續指標，具有易於瞭解和便於進行決策運 用的優點，因此，不僅成為重要的永續性衡量工具，許多學者更以生態足跡 為基礎，提出各種延伸應用架構。（周嫦娥等人，2011）

碳足跡(carbon footprint)則可被定義為與一項活動或產品的整個生 命週期過程所直接與間接產生的二氧化碳排放量。相較於一般大家瞭解的溫 室氣體排放量，碳足跡的差異之處在於其是從消費者端出發，破除所謂「有 煙囪才有污染」的觀念。企業及產業溫室氣體的排放，一般是指製造部分相 關的排放，但碳足跡排放尚須包含產品原物料的開採與製造、產品本身的製

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荷蘭學者 Hoekstra 與 Hung（2002）將虛擬水的概念發展為水足跡，其 定義為任何已知人口在一定時間內消耗的所有產品和服務所需耗用水資源 (Chapagain and Hoekstra，2004)、藍色水足跡與灰色水足跡(Chapagain and Hoekstra，2008)，三種水足跡加總後，即為總水足跡。在各項產品製程中 所耗用的水資源被定義為耗用水量(consumptive water use 簡稱 CWU) (Vickers,2001)，耗用水量的分類與水足跡的分類在概念上是相同。依其類 別可區分為綠色、藍色及灰色耗用水量。依據算得的各式耗用水量 CWU，

再除以產品重量 Y 便可得出各式水足跡 WF。

綠水是指降到地面的雨水滲入且蓄存在土壤含水層中，以蒸發散的形式 由植被所利用的土壤水分，而產品綠水量是原料作物和森林生長過程中被吸

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收的有效雨量（張元馨，2011）。根據水足跡手冊（Hoekstra et al， 2011）， 作物生長期間消耗的綠水量計算概念如式（2-1）所示：

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景濃度（g/m³），自然背景濃度是指未受到人類活動干擾時水體本身濃度，若 排放物質為環境中不會出現的人造物質或自然背景濃度未知時則𝐶_𝑛𝑎𝑡

=0

計算灰色水足跡時須考量水質的管制標準，根據所承受之不同的水體，

其水質的管制標準也不同，自然背景濃度亦會有差異，至所計算出的灰色水 足跡也會不相同。一般常見的水質標準有飲用水水質標準、流放水標準、地 下水水質標準等。

(一) 咖啡原豆綠色水足跡

在本研究中咖啡原豆種植之綠色水足跡是取有效雨量及作物需水量(又 稱作物蒸發散量)兩者中較小值計算之，計算方式如式(2-4)所示：

𝑊𝐹_{𝑐𝑜𝑓𝑓𝑒𝑒}^{(𝑔𝑟𝑒𝑒𝑛)} = ^{𝑚𝑖𝑛(𝐸𝑇𝑐,𝑡𝑜𝑡}_𝑌^{,𝑃𝑒𝑓𝑓,𝑡𝑜𝑡)×𝐴}× 10 (2-4) 式中𝑊𝐹_{𝑐𝑜𝑓𝑓𝑒𝑒}^{(𝑔𝑟𝑒𝑒𝑛)}為咖啡原豆種植綠色水足跡(m³

/ton)

ETc,tot

Peff,tot

A

Y

根據國內外文獻可發現，水足跡相關研究在計算參考作物蒸發散量時多 以CROPWAT 模式做為計算工具，因此本研究係以作物需水量法亦使用CROPWAT 模式8.0 版計算參考作物蒸發散量。

(二) 咖啡原豆藍色水足跡

本研究咖啡原豆種植之灌溉用水量係採用農業用水量統計報告(行政院 水利署，2004-2013)台東地區水利會之灌溉用水量，並據此估算藍色水足跡，

計算方式如式(2-5)所示：

𝑊𝐹_{𝑐𝑜𝑓𝑓𝑒𝑒}^{(𝑏𝑙𝑢𝑒)} = ^𝐼𝑅_𝑌 (2-5) 式中𝑊𝐹_{𝑐𝑜𝑓𝑓𝑒𝑒}^{(𝑏𝑙𝑢𝑒)}為咖啡原豆種植藍色水足跡(m3/ton)，

IR

Y

(三)、咖啡原豆灰色水足跡

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咖啡原豆種植生長過程中為使作物生產量能快速增加，一般會施用氮、

磷、鉀等肥料、農藥及除草劑等化學合成產品，以提高產量與增加利潤，各 種污染物都有其淨化所需水量，為避免重複計算，用於作物生產的灰色水足 跡僅需計算使各種污染物符合其水質標準之最大水量。考慮到資料的可獲得 性和代表性，本研究鎖定氮肥為計算咖啡灰色水足跡之計算標的，計算方式 如式(2-6)：

𝑊𝐹_{𝑐𝑜𝑓𝑓𝑒𝑒}^{(𝑔𝑟𝑒𝑦)} =_𝑌(𝐶^{𝛼×𝐴𝑅×𝐴}

𝑚𝑎𝑥−𝐶_𝑚𝑎𝑡)× 1000 (2-6) 式中𝑊𝐹_{𝑐𝑜𝑓𝑓𝑒𝑒}^{(𝑔𝑟𝑒𝑦)}為咖啡原豆種植灰色水足跡(m³

/ton)

α

AR

A

Y

Cmax 為水體最大可承受濃度(mg/L)

本研究以水質管制標準表示，Cmat 為承受水體的自然背景濃度(mg/L)，本 研究假設為零。

(四)、總水足跡

綜合前述綠色、藍色及灰色水足跡之計算方式，加總得本研究咖啡原豆 種植水足跡計算式如式(2-7)：

𝑊𝐹 = 𝑊𝐹_{𝑐𝑜𝑓𝑓𝑒𝑒}^{(𝑔𝑟𝑒𝑒𝑛)} + 𝑊𝐹_{𝑐𝑜𝑓𝑓𝑒𝑒}^{(𝑏𝑙𝑢𝑒)} + 𝑊𝐹_{𝑐𝑜𝑓𝑓𝑒𝑒}^{(𝑔𝑟𝑒𝑦)} (2-7)

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