第二章 文獻回顧
第二節 作物綠水足跡之估算
三、 稻作水足跡估算案例
行驗證、確立其方法之可行性。而後 Mu, Zhao and Running（2011）更進一 步改良其原先之方法，於其蒸發散演算理論中加入日夜差異之考量、簡化 Observing System）採用 Mu et al.（2011）之方法，發佈全球地表蒸發散監 測資料（MOD16 Global Terrestrial Evapotranspiration Data Set），提供全球高 精度的蒸發散量推估成果，且具備高時空解析度及免費取得等優點，故逐 漸獲得全球廣泛的應用（Velpuri, Senay, Singh, Bohms and Verdin, 2013；Hu, Jia and Menenti, 2015；Westerhoff, 2015；吳桂平、劉元波、趙曉松、葉春，
2013；王海波、馬明國，2014；賀添、邵全琴，2014）。其中，賀添等人（2014）
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水足跡的概略估算、區域性則多有更細緻的考量，以下分別舉例進行介紹。
(一) 全球性之估算案例
水足跡研究的發展階段上，多以糧食作物為研究對象，故隨估算方式 的改進或檢視角度的不同，於全球性的糧食作物或稻作水足跡研究皆持續 有所成果（Chapagain et al., 2004；Mekonnen and Hoekstra, 2010a；Mekonnen and Hoekstra, 2010b；Siebert et al., 2010；Chapagain et al., 2011）。Mekonnen et al.（2010a, 2010b）以較高的空間解析度及動態水平衡模型估算 1996 – 2005 年全球 126 種作物及作物加工產品的三色水足跡，其中稻作總水足跡 之分佈繪製如圖 2-9，初步可判斷稻作主要集中在亞洲所生產，且於南亞地 區及東南亞地區將會耗用相對較多的水資源量。
圖 2- 5 全球稻作總水足跡地圖（1996 – 2005 年）（引用自 Mekonnen et al., 2010b）
此外，本研究亦整理出前人所估算出的平均全球稻作各色水足跡及總 水足跡於下表 2-5，其中最新一例由 Chapagain et al.（2011）所估計之成果 較其 2004 年之研究更細緻區分各色水足跡，而與 Mekonnen et al.（2010a, 2010b）之差異在於所採用的為各區域當地且實際的灌溉資訊，其成果顯示 全球稻作水足跡總量為 784 億 mm/yr，平均為 1325 m3/ton，其中 48%為綠 水、44%為藍水、8%為灰水。然藍水及綠水足跡隨時間及空間之不同有著 極大差異，如於印度、印尼、越南、泰國、緬甸及菲律賓之綠水比例皆大於 藍水，而在美國和巴基斯坦之藍水足跡卻達綠水之四倍多；全球 13 個主要
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Mekonnen et al.,2010a, 2010b 1996 - 2005
雨育 1912 - 190 2102 灌溉 869 464 185 1519 全球 1146 341 187 1673 Chapagain et al., 2011 2000 - 2004 636 583 106 1325 註：* Chapagain et al.（2004）最初估算水足跡尚未區分各色水資源。
表 2- 6 主要稻作生產國之稻作水足跡（m3/ton）（2000 – 2004 年） 資料來源：Chapagain et al., 2011
(二) 區域性之估算案例
對於印尼而言，農業不僅為多數國人所賴以為生，更對該國穩定治安、
經濟成長及糧食安全具有戰略性的作用。Bulsink et al.（2009）進行印尼 2000 – 2004 年的作物水足跡估算，而稻米作為印尼國人之主食，亦為消耗水足 跡最多之作物，其平均耗用總水足跡為 3473 m3/ton，綠水占總量之 73%、
藍水 21%、灰水 6%；然而各省份稻作水足跡差異甚大，如圖 2-6 所示，其 分析原因為各區域單位產量及蒸發散量之組合所致，如爪哇島（Java）即因
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較高的單位產量（5.3 ton/ha）和較低的蒸發散量（4.6 mm/day）而有低於平 均之稻作水足跡（2800 m3/ton）。
圖 2- 6 印尼各省份稻作水足跡地圖（2000 – 2004 年）（引用自 Bulsink et al., 2009）
中國亦是以稻米為主食之國家，其中「湖南省」為全國最大的水稻生產 省份，卻受地形及環境等影響而致使水資源分配不均、歷年變化甚大。於是 何浩等人（2010）嘗試計算湖南省水稻水足跡，並分析其歷史變化及組成特 徵；其成果顯示該省水稻總水足跡由 1960 年的 22×109 m3上升至 2008 年的 34.4×109 m3；水足跡之組成以綠水為主，但所佔比例逐漸降低，從 1960 年 代佔約 57%、減少至近代僅約 42%；灰水則由早期的 7%增加至 24%，說明 所需稀釋水量逐漸加大，如圖 2-7 可見湖南省水足跡組成之歷史變化。
圖 2- 7 湖南省水稻水足跡組成變化圖（引用自何浩等人，2010）
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中亞鹹海地區長期發展灌溉農業，然於水資源有限之前提下，如何有 效分配水資源一直為中亞五國的重要課題。Aldaya et al.（2010）分析了中 亞的棉花、小麥及水稻生產之水足跡，期能提供未來水資源有效配置之參 考。其中，水稻主要於鹹海盆地的南部地區生產並使用藍水資源，各國水稻 之藍、綠水足跡如圖 2-8；土庫曼為水稻水足跡耗用量最大之國家、為 7014 m3/ton（97%藍水、3%綠水），分析原因為其單位產量位居五國之末（1.2 ton/ha），其他國家單位產量約有 2.5 - 3 ton/ha；此外，塔吉克、吉爾吉斯 和哈薩克氣候較為濕潤、土壤為黏土居多，而耗用較少的水資源量。
圖 2- 8 中亞地區五國之水稻藍、綠水足跡（1992 – 2007 年）（重繪自 Aldaya et al., 2010）
臺灣同為以稻米為主食之國家，在全球氣候變遷之趨勢下，近年亦陸 續有臺灣稻作水足跡的相關研究（張尊國，2009；周嫦娥等人，2011；張元 馨，2011；姚佩萱等人，2013）。根據姚佩萱等人（2013）之估算成果，臺 灣近 30 年之平均稻作水足跡為 5938 m3/ton，藍水占總比例之 80.6%、綠水 15.2%、灰水 4.2%，藍水為稻作之主要用水；以期作別而言，一期稻作水足 跡為 4754 m3/ton、二期為 7122 m3/ton，其差異之因係受到生長期氣候（二 期氣溫較高，為雨季、蒸發散量及有效降水均較大）、產量（二期常受天災 影響產量偏低）影響，詳見表 2-7；另以區域別而言，南部稻作水足跡最小：
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1980-1984 1985-1989 1990-1994 1995-1999 2000-2004 2005-2009 平均
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