107年度建立農漁業氣象創新服務的社會經濟效益評估與決策系統發展案 

編號: PR2036

作者: 吳中書

價格: 非賣品

出版日期: 2018.12


摘要:

研究目的: 

本委辦研究案是以「建立農漁業氣象創新服務的社會經濟效益評估與決策系統」為主題,規劃進行三個主要的工作子項目,其中包含了「建立農漁業氣象創新服務之社會經濟效益評估系統」、「建置運用氣象創新服務之總體社會經濟決策系統」,以及「建構國家層級農漁業跨域合作架構與氣象創新服務推廣機制」。 

在第一個工作項目上,本研究以全國農漁民為主要研究對象,並以氣象資訊服務對農漁業終端使用者的經濟效益為主題,進行全國農戶個體基礎資料的統計抽樣、田野調查,以及經濟效益評估的研究工作。此外,本研究在全國北中南東四區各找尋至少一個示範合作區,在今年底提出農漁業使用者對於氣象應用服務的社會經濟效益評估總體經濟與行為研究設計規劃。 

在第二個工作項目上,本研究主要是以中經院建置的可計算一般均衡模型PPS(Public Policy Study)為基礎,運用各項中央氣象局所有的歷史觀測資料,以及過去重大氣象事件的紀錄,在此模型上建立一個符合我國實情的氣象模組,輔以計量實證經濟學的理論,推估符合我國農業部門現況之總體經濟參數資料庫。本研究舉辦多場不同應用領域專家學者會議,發展與模型化各種氣象或氣候發展情境之經濟政策情境,對我國總體經濟各部門之影響,進而對政府決策單位在總體經濟政策上,提供實際而有效的建議。 

在第三個項目上,本研究依循世界氣象組織之全球氣候服務框架針對農業部門的建議方案,協助中央氣象局與農漁業部門各單位合作,共同建立我國在農漁業跨單位合作的國家層級氣候資訊服務之基礎架構,同時加強農漁業領域在氣象資訊推廣與創新應用上的實際成效。 

 研究成果: 

一、建立農漁業氣象創新服務之社會經濟效益評估系統 

(一)農業面向工作 

1.氣象資訊應用於農業領域之文獻回顧 

透過國際研究文獻及研究報告之整理及回顧,可以歸納得知「短期的氣象預測資訊」,有助於農業的經營與管理,而「長期的氣候預測資訊」,則有助於農場的規劃與設計,且一般短期的氣象資訊所產生的效益,平均小於中長期的氣候預測的效益。 

因此,為涵蓋完整的氣象資訊應用價值之評估,短、中、長期的天氣與氣候資訊,對於農民所帶來的效益,都必須包括在內。然而,農業生產的產品眾多,對於在有限的評估資源之下,順序之選擇,可以選擇種植面積最大、種植人數最多、或是該產品整體產值最大的作物著手,這些可以定位為受到天氣與氣候資訊影響相對較大的對象,也可能是潛在資訊效益的最大來源。 

天氣與氣候資訊對於農業的應用,可能會有前述內容所說明的效益與價值,但必須選取適當的方法,評估出不同的使用者,在不同的時間與空間上的效益,依此,也才能確認天氣與氣候資訊,應用於農業部門所能發揮的價值。 

2.現有氣象資訊應用服務之價值評估:本研究調查之主力農家評估結果 本年度以全臺主力農家做為調查對象,使用CVM方法評估臺灣受調查之主力農家應用現有氣象資訊服務所帶來的經濟價值,以做為後續主政單位業務推動決策之參考。研究成果重點摘要如下: 

(1)依據實證估計結果,影響受訪主力農家的出價因素,包含「受訪者對於氣象資訊準確度的主觀評價」、「教育程度」、「作物種植面積」、「農業年收入」,以及「是否種植菇蕈類作物」。其中影響程度較高、具備高度政策參考價值者,主要是「受訪者對於氣象資訊準確度的主觀評價」。依據實證計算結果,受訪者主觀評分每較平均值(73.67分)上升1%(相當於0.74分)時,對應的每月願付價格將較目前樣本中位數(校正後的推估值為314.5元)上升4.4975%(上升至328.64元)。進行邊際效果的換算後,推得受訪者主觀評分上升1分時,每月願付價格將因而上升約19.2元,每年提升約230.4元。 

(2)本次調查資料經過檢定後,確定存在文獻上定義之起始點偏誤。經校正後可計算受訪主力農家的每年氣象資訊願付價格中位數。其中,稻作、特用作物雜糧、果樹、花卉、蔬菜等作物型態,在統計上指出,其每月願付價格並無顯著差異,推估值為每年每戶3,774元。而以菇蕈類做為主要作物的受訪主力農家,其每月願付價格在統計上顯著異於其他作物類型者,其值推估為每年每戶3,929元。 

(3)本研究設立二種假設情境來計算氣象資訊應用之總價值,分別是樂觀情境與保守情境。在「樂觀情境」下,假定抗議性樣本的出價與非抗議性樣本相同,因此將抗議性樣本的數量也納入價值計算,此時氣象資訊總價值推估為每年587.89百萬元。另一方面,在「保守情境」下,則考量將「抗議性樣本」依據分布比例刪除之,假設母體中這些樣本皆不會出價,依此計算出較為保守的價值數額。依據本研究的推估結果,氣象資訊總價值為每年360.94百萬元。 

(4)本研究亦由後續主政單位可加強的方向出發,推估可透過推廣或教育活動,提升主力農家對於氣象資訊主觀評分而得以實現的潛在經濟效益。在「樂觀情境」之下,每年潛在可實現價值推估為859.28百萬元;而在「保守情境」下,每年潛在可實現價值推估為527.39百萬元。 

(5)透過不同作物別價值推估結果之檢視,可以發現種植果樹農戶之待實現效益為最高、蔬菜次之、而稻作則居第三位,此一結果亦可做為後續推廣氣象資訊應用服務順序之指引方向,亦即,依待實現效益來決定推動之優先順序。 

3.農業面向創新氣象資訊應用服務之價值評估:初探及評估規劃 本年度此一工作項目之工作重點,在於為後續上游合作單位之產出,進行價值評估的初步規劃。在本年度工作成果中,主要完成二項工作,分述如下: (1)本年度首先建立一個包含五個評估步驟的標準化架構流程,步驟包含「基準情境及政策情境之設定」、「關鍵衝擊及影響定義」、「衝擊及影響之衡量」、「衝擊及影響之貨幣化」、「加總效果推論」。後續將採用此架構來進行各個上游創新服務之評估。 

(2)透過與上游單位進行之工作會議,取得三個創新氣象資訊應用服務之工作規劃及預期產出,並依不同個案之特徵,利用上述建立之評估架構進行初步檢視。在各個個案中,已初步界定出個別的「研究重點」、「基準情境與政策情境」、「價值評估方向初探」等元素,做為後續正式評估之基礎準備工作。

(二)漁業面向工作 

1.氣象資訊應用於漁業領域之文獻回顧 依據文獻整理及回顧,漁業生產者(或漁民)對於氣象資訊的需求,以及接收準確氣象預報資訊以利於其所從事生產工作的重視程度,並不亞於一般的農耕生產者,但是,漁民運用氣象資訊的主要用途與一般農民大大不同。 

一般而言,「沿近海捕撈」的漁業從事者對於氣象資訊的需求,主要來自於面對航行安全的考量,而非漁獲量的考量;而「內陸養漁業」的生產者對於氣象資訊的需求,則是主要運用在面對特殊氣候事件災害的預防,由於氣象因子短期間的改變(例如:寒流來襲),將可能造成養殖漁業生產者在短時間遭受巨大的損失。然而,雖然氣象資訊應用於漁業亦相當普遍,但目前國際上卻十分缺乏氣象資訊應用於漁業領域的經濟價值評估研究,此為不足之處。 

2.現有氣象資訊應用服務之價值評估:問卷設計及合作單位洽詢 此一工作項目本年度的工作重點,主要在於未來漁業調查合作單位之探詢,以及氣象資訊價值評估之先期準備工作(如問卷及抽樣設計)。期末成果簡要分述如下: 

(1)已完成「養殖漁業」及「沿海漁業」價值評估調查問卷(初版)之設計。 

(2)已就未來進行價值評估及氣象應用服務推廣合作為目標。本團隊今年度已分別針對漁業相關從業人員,包括研究人員及實際從事捕撈漁業的漁民,造訪基隆區漁會、新竹區漁會、臺東縣新港區漁會、高雄區漁會及水產試驗所東部海洋生物研究中心水試所,了解當地漁業特色及氣象資訊需求,以作為後續進行漁業應用價值評估之參考。 

3.漁業面向創新氣象資訊應用服務之價值評估:初探及評估規劃 與農業面向相同,本年度此一工作項目之工作重點,在於為後續上游合作單位之產出進行價值評估的初步規劃。在本年度工作成果中,主要完成二項工作,分述如下: 

(1)本年度首先建立一個包含五個評估步驟的標準化架構流程,步驟包含「基準情境及政策情境之設定」、「關鍵衝擊及影響定義」、「衝擊及影響之衡量」、「衝擊及影響之貨幣化」,以及「加總效果推論」。後續將採用此架構來進行各個上游創新服務之評估。 

(2)透過與上游單位進行之工作會議,取得四個創新氣象資訊應用服務之工作規劃及預期產出,透過初步的研析,判斷水試單位四個創新應用服務的研究方法架構一致,主要是結合海水溫度指標所建立的生物資源量預測模式,惟在分析標的物上有所差異(四種不同標的物)。在期末報告中,研究團隊採用本年度建立的五步驟評估步驟流程,進行水試單位工作規劃之初步檢視,亦已初步針對這些預測模式之研究界定出「研究重點」、「基準情境與政策情境」,以及「價值評估方向初探」等元素,後續將在此初步檢視結果的基礎上,進行創新氣象應用服務之價值推估。 

二、建置農漁業氣象創新服務之總體經濟加值與決策系統 

本研究蒐集整理中央氣象局民國88年至民國105年,包括全臺21縣市、550個監測站,每日24小時的氣象資料,以及農委會所公布99種農作物的災損資料,進行氣象及農作物災損資料的連結,完成包含氣候變化與農作物災損的損害函數編制。同時,在可計算一般均衡模型PPS-CGE中,依農產品項,建構包含26種農產商品的77部門PPS-CGE模型。 

透過損害函數,可評估極端氣候事件與農產量減損之間的關係;此關係所得之結果,可導入至中經院所建置之一般均衡模型─PPS-CGE模型中,透過模擬農產損失對於總體經濟之影響,進而量化突顯氣象預報資訊的價值。 

本年度針對氣候變化與農作物災損編制的損害函數結果顯示,在水稻災損事件中,由於雨害往往會帶來大量的水氣,故當雨害發生時,雨量的劇烈上升會造成水稻災損增加的風險,故雨害發生時,雨量和災損為正相關;寒流發生時則氣溫驟降,造成農作物的災損,故本研究的評估結果也顯示,當寒流發生時,氣溫和災損呈現顯著負相關,即氣溫下降會使得作物災損上升;水稻災損事件中,颱風發生最多次,而該項氣候事件往往都會形成風速加快及雨量變多,因此當颱風發生時,雨量及風速與水稻災損呈現顯著正相關;氣溫則對水稻災損呈現負相關,表示當氣溫上升時會使得水稻災損下降,但結果呈現不顯著。 

從縣市別來看,當雨害模擬情境發生時,當雨害發生時,相對花蓮縣來說,新竹市、彰化縣、臺南市及臺東縣的災損都會比花蓮縣嚴重;寒流模擬情境結果顯示,當寒流發生時,相較於花蓮縣而言,臺南市及臺東縣的水稻災損皆小於花蓮縣;颱風模擬情境結果顯示,當颱風發生時,苗栗縣、臺中市、嘉義縣、彰化縣、雲林縣、臺南市的水稻災損都會比花蓮縣嚴重。 

我國種植水稻面積呈現南多於北,其中又以雲林縣、彰化縣、嘉義縣、臺中市及臺南市五個縣市種植面積最多,故該五縣市的氣候因子對於水稻災損反應會較為敏感。在雨害模擬情境中,新竹市、彰化縣、臺南市及臺東縣的災損都會比花蓮縣嚴重,由於花蓮地區相較於西部地區而言,較不易受到氣流影響,故花蓮縣雨害發生次數較低(民國88年至今僅發生過54次),所以模擬結果呈現也是南部地區對於雨害變動更為敏感;寒流模擬情境中,由於歷年來花蓮縣發生寒流次數為我國最多(民國88年至今發生過269次),故相對花蓮縣而言,災損皆較為輕微;在颱風災損的模擬情境中,我國種植面積前五名的雲林縣、彰化縣、嘉義縣、臺中市及臺南市係數值皆呈現正相關,該五縣市不僅水稻種植面積廣,颱風發生次數也多於花蓮縣,故水稻災損相較花蓮縣更為嚴重。 

在食用玉米災損事件中,根據結果顯示,從氣候因子來看,當雨害發生時,氣溫、風速及雨量都和食用玉米的災損呈現正相關;當寒流發生時,氣溫和食用玉米的災損呈現負相關,風速、雨量則和食用玉米災損呈現正相關;當颱風發生時,氣溫和食用玉米災損為負相關,風速、雨量則和食用玉米災損為正相關。 

從縣市別來看,本研究於模型中代入區域別之虛擬變數,故呈現結果為相對比較,在此之實證結果,本研究將以民國106年食用玉米種植面積排行於全國中間值的臺東縣為例,藉此突顯各縣市食用玉米種植面積多與寡,對於模擬結果之差異性,故係數值結果為正,即表示當災害發生時,該縣市災損嚴重程度大於臺東縣;係數值結果為負,則表示當災害發生時,該縣市災損嚴重程度小於臺東縣。雨害模擬情境結果顯示,當雨害發生時,相對臺東縣來說,排除未發生災損之縣市,其它縣市的災損都會比臺東縣嚴重;寒流模擬情境結果顯示,當寒流發生時,新北市、嘉義縣、高雄市及金門縣的災損會比臺東縣嚴重;颱風模擬情境結果顯示,當颱風發生時,新北市、苗栗縣、雲林縣、嘉義縣、臺南市及花蓮縣的食用玉米災損會比臺東縣嚴重。 

根據農情報告資源網顯示,我國食用玉米種植面積為南多於北,故從係數值來看,南部氣候因子對於食用玉米災損的變動,大於北部區域。此外,我國種植食用玉米面積最多的縣市依序為:雲林縣、臺南市、嘉義縣、高雄市及花蓮縣。其中,雲林縣及嘉義縣在面對極端氣候事件時,皆呈現食用玉米災損多於臺東縣;花蓮縣及臺南市則在寒流發生時,食用玉米災損會小於臺東縣,但雨害及颱風發生時,食用玉米災損大於臺東縣;高雄市則顯示當雨害及寒流發生時,災損大於臺東縣,但颱風發生時,食用玉米災損則小於臺東縣。 

三、建構國家層級農漁業跨域合作架構與氣象創新服務推廣機制 

本研究團隊為協助中央氣象局,依循GFCS完成國家層級農漁業跨域合作架構與氣象創新服務推廣機制之建構,今年度已完成WMO有關GFCS與農漁業氣象跨域服務相關報告進行蒐研與更新,並針對農漁業等相關單位之研究人員及基層農漁民進行推廣活動。其中農業領域部分,已完成1場次農改場交流討論會、4場次農業氣象應用服務推廣講習座談會、2場次專諮會及1場次國家層級農業氣象跨域交流工作坊,實質掌握農業相關從業人員之需求與建議。另漁業部分,已完成5個漁業相關單位拜訪及2場座談會辦理,並初步歸納漁業相關從業人員意見蒐研,以作為後續辦理漁會推廣座談會活動時之推廣重點。 

在農改場研究人員拜訪諮詢方面,於本年9月26日拜訪東部花蓮農業改良場研究人員,進行農業氣象應用交流討論會,蒐集在地農業研究人員的氣象需求。針對手機APP,研究人員建議設計可自行設定之高低溫度或強風、豪雨的警報提醒功能,以及預測當月高溫、低溫、豪雨、乾旱的天數,並以自動推播方式提醒農民進行防災準備。對於手機的使用對象,建議開發針對老年人的簡易操作版本,以及針對年青人的進階複雜版本。在氣象測站設置方面,建議在主要作物生產區附近,增設農業取向的氣象觀测站。同時於討論會上,花蓮農改場邀請本研究團隊於民國108年至花蓮農改場,針對研究人員與專家舉辦農業氣象應用服務推廣講習座談會,以了解並善用氣象局新開發之網頁與APP。 

在農民推廣活動方面,9月27至10月26日期間,在北中南東地區的新竹縣芎林鄉農會、彰化縣竹塘鄉農會、高雄市美濃區農會和花蓮縣吉安鄉農會舉辦4場農業氣象應用服務推廣講習座談會,參加人數總計369人。 

在農業氣象服務資訊文宣方面,將以彩色插頁方式,刊登2頁農業氣象預報與手機APP服務資訊,於彰化縣竹塘鄉農會和高雄市美濃區農會製作的民國108年農民曆中。 

在農業氣象網頁產品方面,農民反映目前中央氣象局的農業氣象觀測網頁內的作物種類尚有不足,建議依照每年農作物產量與產值高低,依序逐年擴充作物生產專區內之農作物種類,以滿足全國各地農民的農業氣象需求。農民建議將農業氣象觀測網監測系統開發成手機APP,以利農民直接以手機查詢所需資訊,提高農民的操作方便性與使用意願。 

在手機APP設計方面,建議針對年長的使用者開發簡易的操作版本,針對年青的使用者,開發進階版本。同時建議於APP中,增加使用者易於回饋意見的設計,讓手機APP可以真正符合農民的需求。