澳洲南極科研基地水耕種植突破 極地溫室全年供應新鮮蔬菜

導言 澳洲南極科研計畫近日宣佈在位於南極洲的戴維斯科考站內，成功建立全自動化水耕蔬菜種植系統，自2026年2月起每日可產出超過20公斤新鮮蔬菜，徹底改變極地長期依賴冷凍糧食的困境。這項由澳洲南極局主導的計畫，耗時三年研發，斥資約新台幣1.2億元，目的在解決科考人員因長期缺乏新鮮蔬果導致的營養失衡與心理健康問題。系統採用LED光源與營養液循環技術，在室外零下40度嚴寒中，仍能維持室內18至22度的恆溫生長環境，實現極地糧食自給自足的重要里程碑。

極端環境下的技術挑戰與創新解決方案

南極大陸的惡劣氣候向來是農業科技的終極試煉場。戴維斯站位於南極圈內，冬季氣溫常態性低於零下40度，夏季也僅有短暫兩個月能維持在零度左右，加上極晝極夜現象與時速超過200公里的強風，傳統土壤耕作完全不可行。澳洲南極局農業工程團隊在2023年啟動這項計畫時，首要面對的便是如何在完全隔離的環境中，建立穩定且可持續的作物生產系統。

技術核心採用垂直水耕栽培架，在僅50平方公尺的溫室空間內，設置12層立體種植層，使種植面積擴大至600平方公尺。每層配置全光譜LED生長燈，模擬自然日照週期，在冬季極夜期間每日提供14至16小時人工光源。營養液循環系統則完全密閉，回收率高達98%，每一滴水都經過紫外線殺菌與pH值調整後重複利用，這在淡水資源珍貴的極地環境中至關重要。溫室結構使用15公分厚的聚氨酯保溫板，搭配三層真空玻璃，確保內部熱能零散失，所有電力來自基地風力發電機與太陽能板，實現碳中和運作。

種植品種經過嚴格篩選，目前以萵苣、菠菜、小白菜、蘿蔔與香草類植物為主，這些作物生長週期短、營養價值高，且對環境變化適應力強。特別值得一提的是，團隊成功栽培出南極洲第一顆番茄，雖然產量有限，但證明在控制得宜的環境下，果菜類作物也能在極地結果。種子皆經過低溫休眠處理，從播種到採收全程監控，確保無病蟲害與交叉污染。系統透過AI影像辨識技術，自動偵測葉片顏色變化與生長速度，即時調整營養液濃度與光照強度，將作物失敗率控制在3%以下。

營養價值與心理健康雙重效益顯著

長期駐紮在南極的科研人員，過去九個月越冬期間幾乎完全仰賴冷凍與罐頭食品，雖然熱量充足，但維生素C與葉酸等關鍵營養素在長期儲存後流失嚴重。醫療紀錄顯示，超過60%的越冬人員曾出現牙齦出血、傷口癒合緩慢等維生素缺乏症狀，更嚴重的是，缺乏新鮮食物導致的季節性情緒失調與憂鬱傾向，一直是極地探勘的心理健康隱憂。

新鮮蔬菜的每日供應徹底改變這個局面。每100公克新鮮萵苣含有15毫克維生素C，是冷凍蔬菜的3倍；現採菠菜的葉酸含量比罐頭菠菜高出8倍。基地醫官莎拉·詹姆森醫師指出，自從2月開始穩定供應後，人員的整體健康指標明顯改善，感冒發生率下降40%，心理評估量表中的正向情緒分數提升35%。「咬一口現摘的蘿蔔，那種清脆口感與自然的甜味，瞬間讓人忘記自己身在地球最荒涼的角落，」詹姆森醫師如此形容。

此外，照顧蔬菜成為人員重要的休閒活動。輪值制度讓每位科考員每週有兩小時的「農夫時間」，在溫室內進行修剪、採收與播種工作。這種與生命互動的經驗，有效緩解了極地孤立感。植物學家馬可斯·李博士表示，觀察種子發芽到成熟的過程，讓人重新連結生命的韌性，對抗長期封閉環境帶來的心理壓力。溫室內甚至成為基地的社交中心，人員會在採收後聚集分享沙拉，這種簡單的儀式感重建了人際溫度。

國際極地科研的糧食革命與永續展望

澳洲這項成功經驗已引起美國、俄羅斯、中國等極地科研大國的高度關注。美國國家科學基金會已派遣觀察團至戴維斯站，評估將此技術複製到麥克默多站的可行性。傳統上，南極基地每年需透過破冰船運送數百噸糧食，不僅成本高昂，單趟航程碳排放量就達2000噸二氧化碳，且遇到惡劣天候可能延誤數週，造成糧食短缺危機。

水耕系統的在地化生產，大幅減少對外部補給的依賴。以戴維斯站為例，每年可減少約15噸的蔬果運輸量，相當於降低30%的糧食運補成本與碳足跡。更重要的是，這套系統具備模組化擴充特性，可依照基地規模調整大小，最小單元僅需10平方公尺，就能供應5人份日常所需。營養液配方與光照參數已建立標準資料庫，未來可透過雲端共享，讓各國基地快速導入。

澳洲南極局局長金·艾利斯強調，這不僅是技術突破，更是極地永續發展的關鍵一步。隨著人類在南極的活動日益頻繁，如何降低對這片原始大陸的生態乾擾成為核心課題。水耕系統完全不需要土壤，避免外來微生物污染南極土地；封閉式水循環不排放任何廢水，符合《南極條約》的環境保護議定書。團隊下一步將嘗試栽培藍莓與草莓等漿果類作物，並研究在低重力環境下調整營養液成分，為未來月球或火星基地的農業系統提供先行數據。

這場發生在地球最南端的綠色革命，證明瞭科技能突破自然極限。當新鮮沙拉成為極地日常，人類探索未知邊疆的腳步，也將因為這片綠意而更加堅定。