1.1 研究動機
根據 2015 年 6 月 15 日通過之「溫室氣體減量及管理法」（簡稱溫管法或溫減法），環保 署於 2017 年 2 月 23 日正式核定「國家因應氣候變遷行動綱領」，明列我國因應氣候變遷的十 大基本原則，其中要求各相關部會針對能源、製造、運輸、住商、農業及環境等六大部門與 災害、維生基礎設施、水資源、土地使用、海岸、能源供給及產業、農業生產及生物多樣性、
健康等八大領域，分別提出「所屬部門溫室氣體排放管制行動方案」與調適後續執行的推動 或行動方案，以達到減緩與調適兼籌並顧的精神與國家永續發展之目標。然而，因為具體的 跨領域及跨治理部門合作框架與機制尚未被完整提出，以至目前仍無法達成實務上的跨領域 與跨治理部門合作。
在學術研究方面，氣候變遷於各領域的相關研究日益增長，風險評估也逐漸從單領域的 衝擊（Impact）分析到跨領域的減緩（Mitigation）與調適（Adaptation）評估。跨領域研究中，
不同質化與量化的方法被發展使用，其中量化方法大致可分為兩類，一類是資料導向（Data-driven）之建模方式，包含統計迴歸與機器學習等；另一類是以物理機制為基礎的建模方法，
包含物理模式和機制模式等。其中，資料導向的建模方法，雖然可透過訓練的方式抓取物理 模式中可能被忽略或被簡化的因子間關係，進而增加短期預測或現況推估結果的準確度，但 在長期變遷的跨領域模擬中可能較不具優勢，原因包括，第一，統計特性與現行因子間的線 性或非線性關係於未來變遷下可能改變，如天氣型態、作物品種、管理方式、土地利用變遷 等；第二，於長期規劃與可調適的目的下，所建構之模式需要具有可操作性；換句話說，須 保留相應可操作的參數，使之能配合調適選項更動，例如作物品種、種植時間、供水設施等，
而這是資料導向型模式較難達成的功能。歐盟計畫 CLIMSAVE 與 IMPRESSIONS （P. Harrison, Holman, & Berry, 2015; P. A. Harrison et al., 2018）在考量複雜物理模式的計算成本與整合複雜
度下，透過詮釋模式（Surrogate Model）與資訊流的方式，提供網頁版的即時模擬資訊；然而 該類模式依然犧牲了部分操作性與未來變遷的統計特性變化。因此，物理性整合模式於長期 調適規劃中較佔優勢。
建構具回饋機制之整合評估模式相對困難，但卻是必要的。然而，以物理模式建構跨領 域的整合評估模式，多以建立模式間資訊流作為連結，在模擬決策的時間尺度下，建立即時 回饋的整合評估模式是相對較少的，困難原因主要在於複雜性，包括（1）物理模式本身的複 雜度與（2）既有模擬程式所使用的程式語言的不一致性與開放性，許多程式是以執行檔方式 提供，不公開原始碼。這些阻礙使得建構具回饋機制的整合評估模式相對困難。然而在跨領 域的風險評估與調適規劃中，即時回饋的整合評估機制更能即時反應不同領域中相互影響之 過程，進而反映出各領域風險間的競合關係，藉此，能較合理地制定適當的調適方案，以因 應未來變遷。綜合上述觀點，本研究試建立具回饋機制之強跨領域物理性整合模式，搭配氣 候智慧調適演算法（Climate Smart Adaptation Algorithm, CSAA），提供一套跨領域合作之流程 與量化分析之框架。
本研究擇以桃園為施作範例。根據水利署民國 101 年《強化北部水資源分區因應氣候變 遷報告》，因為人口的增加與工業的發展，使桃園整體需水量大增；其中又以工商業增幅最大，
尤其桃園航空城的規劃可能導致未來用水需求大增，影響此區域水資源供給的平衡。在農業 部分，氣候變遷下因雨量及溫度的改變，導致農業需水量及產量發生變化，而農業用水量的 變化則會回饋石門水庫供水系統，影響公共給水的缺水風險。此外，傳統休耕的節水補助政 策可以減少農業用水量，但同時也會降低糧食產量，連續性休耕更會衍生出其他的社會問題。
根據以上評估，2013 年至 2016 年政府實施「調整耕作制度活化農地計畫」，試圖改善連續休 耕問題，並於 2016 年二期作時，開始試辦並推廣「對地綠色環境給付」之補助政策，鼓勵復 耕並獎勵具競爭力的轉作作物。基於上述理由，本研究配合「對地綠色環境給付」之補助政 策，以桃園作為研究區，針對水資源及糧食生產兩領域做為本研究發展框架的案例示範，探
討如何以 CSAA 解析桃園複雜的水資源與農業中糧食生產的跨領域問題，並以本研究發展之 氣後、水資源與糧食整合評估模式（Agriculture and Hydrology Integrated Assessment Model, AgriHydro）量化跨領域風險的競合關係與轉作大豆之調適方案的效用。
1.2 研究目的
為提供標準分析流程與量化資訊支持跨領域、跨尺度之調適計畫的制定與決策，同時迎 合「國家因應氣候變遷行動綱領」之需求，本研究目的為：
一、建構強跨領域的調適整合評估模式：AgriHydro 二、演示 AgriHydro 與氣候智調適演算法的聯合操作流程
三、討論並分析大豆轉作對於桃園水資源與農業跨領域風險的影響
藉此，提供一套跨領域合作之流程與量化分析之框架。同時，以桃園為研究區，示範本發展 架構之實際操作流程，探討轉作大豆之調適方案與檢視「對地綠色環境給付」之補助政策可 帶來之潛在效益與水資源缺水風險及糧食生產減產風險之競合關係。
1.3 論文架構
本論文架構共分為八章，一、二章為緒論與文獻回顧，形塑出本研究之動機、目的與價 值。第三、四章為本研究之方法，第三章著重於介紹 CSAA 和 AgriHydro 中三個模組所使用 到的模式與其理論說明，三個模組分別為情境設定模組、水資源模組與作物模組；第四章則 介紹 AgroHydro 的整合過程與方法，並說明其與 CSAA 的聯合操作流程。由於本研究使用的 資料眾多，因此獨立出第五章，介紹桃園研究區的背景、三個模組中所使用到的資料以及各 子模式的參數設定，並於第六章針對三個模組使用到的子模式作驗證與合理性說明。第七章 則為本研究示範案例的結果呈現與說明，其中敘述與分析流程是依照第四章中的聯合操作流 程之步驟進行，用以演示本研究發展之框架的操作流程。最後於第八章提出結論與建議。