生態工法（ecological engineering）的議題大約於60 年代開始被提出，但到西元1989 年才正式被美國大學教授Mitsch 和Jorgensen 定義：「透過設計，讓自然環境與人類雙方都能獲得好處。」生態工法是經由人類主動設計及規劃，尤其當應用此概念在農業上，更需要顧及環境、社會、經濟3 個面向，從農場、農業系統及地景全盤考慮。
農業會對環境和生態造成影響的概念，是近20 年才被喚醒，過去農業生產產生的外部成本沒有被重視及量化，但這些問題卻確實在周遭發生，例如農田中多餘的氮肥會隨水分往土壤下移動，而事實上處理水源中每公斤多餘的氮，成本是買氮肥的10 倍；甚至連地球暖化與農業生產也有關聯，全球農業生產的過程中，產生之溫室氣體占全人類活動的10 ～12％，主要來自於種植過程中投入的能源及多餘肥料的散失，這跟「種植物會吸收二氧化碳及對環境有益」的認知有段落差。
農業生態工法
而生態農業沒有一定的標準，將自然生態系統（natural ecosystem）的概念導入農業生態系統（agro-ecosystem），寬鬆而論，生態農業核心理念較接近「永續農業」，並且利用工程（engineering）規劃整個農場運行，增加生態圈中的多元性、自給率、自我調和力及耐受力，使農業生產與自然生態圈達到合理平衡。
常論述的生態工法指標有：使用耐病蟲害品種、種植周圍陷阱作物及保護帶維持動物相穩定、種植覆蓋作物減少土壤流失及提供有機質、不同科作物輪作、減少耕犁以維持土壤結構、使用多元化有機質、減少土壤流失等方向。
將層次轉換到農場規模時，生態農業要考慮的因子更廣泛，納入評估社會與經濟層面，例如農產品的加值，成為支撐生態農業很重要的關鍵及建構友善與尊重的工作環境。
國際農糧組織（FAO）目前在推廣氣候智慧型農業（CSA, Climate-Smart Agriculture），兼顧糧食生產與其所產生的環境衝擊。相較傳統農業追求的產量與品質，比較的因子較單純，要將生態農業做出全面性的評估有一定難處，主要原因為環境衝擊（environmental impact）相關數據難以蒐集，且通常無法在同一基準下進行比較，一般會以特定昆蟲種類（如天敵）、土壤有機質含量或作物碳足跡等分項論述，但因為不同環境下適合的農業操作不同，所以這也是為何生態工法通常給予方向，但實際作為仍要因地制宜。
生命週期評估（LCA, Life Cycle Assessment）是目前評估作物生產對環境影響較有系統性的方法，將工業產品生產管理的概念帶入農業，從作物生產到販售進行全面調查，並將溫室效應、優氧化、酸化等環境衝擊，以科學方式轉換為一致的比較基準，像是作物生產過程中的溫室氣體有二氧化碳、甲烷及氧化亞氮等，這些都會被轉換成二氧化碳當量（CO2-eq，俗稱碳足跡），目前國際上也在研擬碳稅議題，將環境成本考量納入糧食生產中。
生命週期盡可能將所有影響的因子都進行盤查，也透過資料找出種植過程中對環境影響的熱點（hot spot），再從這部分去改善，ㄧ般而言，農作物生產過程中以田間釋放最顯著。由於無法將人力投入到各種可能改善的農法中進行比較，國外目前亦利用作物模式（crop model），如DNDC模式模擬田間的土壤化學變化，先建構背景參數後，再進行不同模擬，去找到可行的栽培系統，對不同的農業環境提供改善建議，例如調整灌溉模式或施肥方法與時間等，大幅減少發展各地適用的生態農業所需人力與成本。
農業生態系統中，生物相的影響就難以用數據表達，生態農業實際上改善的不僅是農場中的病蟲害，也因改善了環境，而提供生存空間予土壤下的微生物與其他平常不被注意的小生物。
目前有許多研究指出，間作綠籬作物、周圍作物、開花植物等的效果，比在周圍種植不同作物的效果更好。有一派學者推廣在田間種植野花帶（WFS, wildflower strips），野花帶提供了天敵食物，且因為增加生物歧異度，讓靠費洛蒙搜尋標的位置的害蟲找棲地不如以往順利，降低了害蟲族群密度。
生態農業在國外發展的限制
生態農業雖有許多好處，研究顯示提升總體作物產量的也不在少數，不過因為增加了田間複雜度，操作成本因此增加，且因經濟規模較小，使其發展受限，比方說美國的玉米帶主要作物為大豆和玉米，因此主要的銷售通路為收購大豆和玉米，輪作或兼作的不同作物卻無法找到合適通路，且因能源作物興起，更大的經濟利益使玉米帶願意轉型的農民少之又少。
另外，大型商場的拓展也會傾向與大型農場合作，販售成本較低的作物，雖然對環境友善的農產品需求日漸增加，從事生態農業的農友多半只能送往農民市集或生產協會銷售，仍需建立較穩定的銷路，才能確保農民收益並促使更多人加入。
結語
以中小規模的農場發展生態農業為可行方式，像臺灣平均耕地面積較小且地型多變，為適合發展生態農業的地區，簡單運用一些生態工法的概念，讓生態與農業重新找到平衡點，使富饒的土地在未來的日子裡依然能繼續滋養萬物。
文˙ 圖／陳泓如 行政院農業委員會苗栗區農業改良場(豐年6704)
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