看著孩子們專注的眼神，也看到了不一樣的風景，這是最美的孩子，棒。

一、研究背景

水資源浪費是全球面臨的一個重要問題[4]，特別是在農業灌溉中。以下是一些關於水資源浪費問題的資料，關於全球水資源浪費情況，根據聯合國糧食及農業組織（FAO）的數據，全球有超過70%的淡水被用於農業灌溉，而農業灌溉中有20%至50%的水被認為是浪費的。這是因為許多灌溉系統存在效率低下的問題，如滴灌和微灌技術被廣泛應用以減少浪費。全球水資源平衡正面臨壓力。 江河和含水層中的內部可再生水資源 (IRWRs) 為44000 立方千米/年，而 取用量（所有部門）超過4000立方千 米/年，占內部可再生水資源總量近 10%。水資源物理短缺和淡水污染產生 的局部影響正在擴大和加速。很多情況 下，由於取用量加大而造成的缺水早期 徵兆就是地下水位下降。[14]

在面臨高水資源壓力的國家裡， 農業是導致水資源短缺的主要用水部門。在中亞、中東及西亞以及北非，農業取水量在總取水量中占比較高（圖1）。農業取水導致的水資源壓力已使阿拉伯半島和南亞的尼羅河及其他江河流域處於臨界狀態。結合各灌溉區的 具體分佈看，這些影響一目了然。

負責人:林子甯整理並製作電子書

■會議日期:2023/12/13

■會議主持人:吳安捷

■專題進度:

進度說明: 和老師一起認識食農教育，觀看youtube有關食農教育解說影片。

■問題研討:

本日問題:

(1)認識食農教育?

(2)老師要求我們完成一份"食農教育"的報告。

■小組發言:

沂晅說:是運用教育方法讓國民瞭解國民基本農業生產、農產加工、友善環境、友善生產育養及畜牧、動物福利、食物選擇、餐飲製備知能及實踐、剩食處理，增進飲食、環境與農業等等的連結性，促使大家重視食物和農業的重要性。

■會議結論:完成一份關於"食農教育"的報告，並且同學輪流上台報告介紹食農教育，並確定大家都了解食農教育要傳達的精神。 

研究結論:

這次專題的研究我們針對農業灌造成水資源浪費的問題提出了創新的灌溉模型，以人體的循環統(圖3)進行仿生農業灌溉模型的研究與製作(如:圖4)，為了解決土壤壓實造成問題，尤其地表灌溉更會促進壓實作用。

本專題研究針對傳統農業灌溉方式提出創新的「仿生農業灌溉系統」:我們整理的結論如下:

(1) 可以直節獲取養分:灌溉地下化可由地下直接供應植物所需之水分養分，避免了對表面灌溉的土壤壓實影響。仿生農業灌溉系統可以直接在地下輸入充滿微生物的有機營養液，微生物代謝產生大量的發酵微氣泡，創造深層土壤的優良通氣性效果。

(2) 保持土壤乾燥減少雜草: 灌溉地下化可使表土乾燥，不易生雜草。經過了半年手工清除雜草後，雜草便已明顯減少、不易生長。

(3) 不用翻土土地肥沃:灌溉地下化後，可使土壤充滿間隙、蓬鬆不會硬化，因此土壤不再需要翻耕，土地越重越肥沃。

(4) 節省水資源: 灌溉地下化後，可以避免地表灌溉造成的水資源浪費，並且讓土壤與農作物都能夠充分均勻得到環境的恆定，如同人體的循環系統，仿生農業灌溉系統可以促使農業灌溉兼顧水資源與生產優質的農作物。

展望未來研究方向

隨著仿生農業的興起，從全球水資源的不足的問題中，農業灌溉造成水資源的浪費可以獲得明顯的改善，未來的仿生農業灌溉系統，可以進一步朝向三個方向來研究:

(1)結合魚菜共生系統: 針對兩個生態系統加入仿生農業灌溉系統進一步提升水資源的重複利用率。

(2)結合綠建築的設計: 可以針對綠化的屋頂進行小面積的仿生農業灌溉系統，讓綠建築也能進一步生產農作物

(3)結合人工智慧的監控: 在地下化農業灌溉後，很多的監控都需要倚賴電腦，然而，人工智慧監控可以讓農夫遠距巡田也可以了解整個系統的運作狀況。

九、參考文獻( 學生製作的筆記與摘要)

[參考文獻]

[1]資料來源:. “SDGs 是什麼？永續發展⽬標 17 項⽬標及台灣實例 “，2021-10-26,陳奕安, 親子天下媒體中

心 ,https://www.parenting.com.tw/article/5091099

[2]資料來源:"⼟壤與肥料完全使⽤⼿冊-何謂好的⼟壤?",原油紀子,”楓葉社文化事業有限公司",p20-p21,2017 年 02 月

[3]資料來源:"氣候變遷下農業灌溉⽔資源調適因應策略","鄭友誠",農業部農田⽔利

處,https://www.moa.gov.tw/ws.php?id=2504446

[4]資料來源:"應對農業中⽔資源挑戰","2020 糧食及農業狀況",”聯合國糧食及農業組

織”,p.26 ,https://www.fao.org/3/cb1447zh/cb1447zh.pdf

[5]資料來源:”共⽣、整合與循環 新農業仿升學”,台⼤⽣物機電⼯程學系教授⽅煒,”科學月刊仿物種智慧

",p48-p49,2019 年 8 月號

[6]資料來源: "農業⽔資源維護保育及永續利”,”農田⽔利處鄭友誠,”農政與農情月刊 290 期”，2016 年 08

月,https://www.agriharvest.tw/archives/50358

[7]資料來源:”⽔知識⼤挑戰：國內主要⽔源來自⽔庫？逾半國人答錯”,環境資訊中心 劉庭莉，”今周刊", 2023-03-28,

https://esg.businesstoday.com.tw/article/category/180698/post/202303280025

[8]資料來源:"永續農場⽔資源再利⽤系統模式分析之研究"，"吳佩玲、陳聖智、柳婉郁、曾宥榕",農林學報

63(1):25-40(2014)

[9]資料來源:"臺灣旱作管路灌溉，增進⽔⼟資源利⽤",”朱志彬” ,”《農政與農情》月刊 藏⽔於農，穩定灌溉 348

期”,2021 年 06 月, https://www.moa.gov.tw/ws.php?id=2512263

[10]資料來源:"淺談灌溉節⽔-相關制度規畫及技術應⽤","農田⽔利管理組 廖國淳","農田⽔利 期刊第 69 卷第 11

期”,2023 年 3 月

[11]資料來源:"AgriGaia 仿⽣農業系 統運作原理與未來展望",楊洵,”農業⽣技產業季刊

",2015/06/16,http://www.biotaiwan.org.tw/magazine_list_2.aspx?sno=73

[12]資料來源:"壁虎腳底的⾼科技",佛布茲(Peter Forbes),”遠流出版事業股份有限公司",2013 年 1 月

[13]資料來源:”⽔資源短缺”,”聯合國農糧署⼟地、⼟壤及⽔资源状况”,

https://www.fao.org/3/cb7654zh/online/src/html/chapter-1-3.html

[14]資料來源: “”,”聯合國農糧署”,世界糧食農業⼟地領域及⽔資源狀況_系統頻臨極限,2021 年,

https://www.fao.org/3/cb7654zh/cb7654zh.pdf

[15]資料來源:”天癒農法系統”,楊浩、楊洵,”台灣的仿⽣農業 新世界農業的超級引擎”,城邦出版社,2014 年 05

月,p42-p107

[16]資料來源:”箱子魚”,”瑪特.富尼耶”,仿⽣⾼科技 源於自然的科技靈感 ⽣態、藝術與科技的漫遊”,

2018/11/09,p84

[17]資料來源:”單元 42 訪談法”,” 黃春木, 吳昌政, 曾慶玲”,”中學⽣專題研究實作指南”,” 商周出版”,

2018/12/13

[18]資料來源:” 仿「擬步甲蟲」集霧 灌溉系統靠溫差供出⽔流,” 國際中心／綜合報導”,”EtToday 新聞雲”, 2011

年 11 月 28 ⽇,https://www.ettoday.net/news/20111128/9473.htm#ixzz8VTxoqrPo

*TYE020

■會議日期:2023/3/21

■會議主題:決賽前需準備的工作

■會議大綱:

1.整理評審建議的10個問題

*評審建議:

(1).研究主題具創新性，研究門檻有難度。

(2).建議說明仿生營養液的來源可如何獲得？

(3)..建議可以增加說明仿生農業灌溉的缺點。

(4).主題結合現代農業科技發展脈動,甚佳

(5).結合學生生活體驗與實作,值得參考

(6).建議列出研究目的,導引研究方向

(7).所安排探究活動未能與題目密切結合及實際應用,殊為可惜

(8).台灣的仿生農業，一書說明原創於台灣的技術系統，由此發想具創新性,但若更能學童學習經驗或生活情境出發,將更佳

(9).參訪與模型製作與前述概念的結合?就目前之呈現不清楚,可更強化其關聯性

(10).此主題與食農教育中的(創新農業生產)具關聯性,.若能更具體結合在地農業生產的情境，將更符合食農教育的精神與意涵

2.分配10分鐘上台報告的項目

   林子甯:  研究動機與目的+研究結論與建議

   李宓謙:  水資源的問題+農業灌溉造成水資源的影響

   吳安捷:  傳統農業灌溉有哪些?

   陳語彤:  仿生農業的概念

   蔡沂晅:  仿生農業灌溉系統的運作+模型製作

3.模型優化:針對模型缺失進行改善

4.決賽日期:4/10(三) 石門國中  

■會議日期:2023/3/26(二)

■會議主題:決賽前需準備的工作

■會議大綱:

1.製作專題研究決賽報告: 科學展示板

2.科學展示板:

※共區分成三個區域

中央區: 星狀圖解釋專題研究計畫(林子甯)

        九宮格說明台灣水資源現況(李宓謙)

概念區: 分類樹狀圖解釋灌溉分類(吳安捷)+單泡圖說明”土壤壓實作用”(吳安捷)

研究區: 核心圖說明仿生術的意義(擬步甲蟲仿生概念)與為什麼要結合仿生術三要點(陳語彤)

分析區: 流程圖說明”人體循環系統+農業灌溉”的仿生農業系統運作(蔡沂晅)

結論區: 魚骨圖說明這次專題研究要解決的問題與解決方案(蔡沂晅)

※模擬決賽會場的預演場次:

3/27(三) 對蘋果派思教練與全體共學生 第一次報告

3/29(五) 對中山國小劉明娟老師 第二次演練

4/7 (日) 進行評審建議強化報告重點與口說演練補強

4/8 (一) 開放蘋果派思家長與學生觀摩第三次演練

4/9 (二) 對中山國小劉明娟老師的班上第四次演練

4/10(三) 決賽正式報告(對評審委員提問答辯)

4/11(四) 公布成績