在上期的﹝咖啡生豆學﹞，我們也談到全球有三分之一的咖啡農場，在微氣候、農場管理或是土壤管理上未能達標，以至於並不適宜咖啡生長其間。
當全球暖化威脅咖啡種植園時，生產者為咖啡園重新尋地”孟母三遷”並不容易，但是透過咖啡園管理技術，仍有可能改善咖啡在暖化與氣候變遷中的生存適應力。
今日咖啡生豆學第二篇，就要來介紹兩種常見的咖啡園種植技術:太陽種植(Sun-Grown )與遮蔭種植(Shade-Grown)，它們的優缺利弊。
圖:咖啡最早被發現於埃賽俄比亞的山麓內
咖啡相傳是在公元第六至第八世紀，由牧童在非洲埃賽俄比亞的山麓照料羊群時，被發現和收穫的，爾後因埃國的回教徒多次入侵也門，咖啡才開始栽種於中東地區。
在埃賽俄比亞山地雨林中生長的阿拉比卡咖啡植物(Coffea arabica)，是生長在森林的中間層，下有柔軟的地面覆蓋物，上有較高的樹冠層。這樣的林蔭，沒有霜凍，沒有極端熱量，腐植土豐富養分肥沃，微生物作用使土壤的含水量充足且排水良好。
圖:埃賽俄比亞YAYU咖農在林蔭間摘取咖啡，Emily Garthwaite攝影
十七世紀初期，也門咖啡被回教徒帶回印度種植，十七世紀末期與十八世紀初期，荷蘭人又將咖啡帶到新世界種植後，這種在茂密樹冠下生長的咖啡作物，就以同樣的種植形式被複製在亞洲，中美洲，加勒比海和哥倫比亞的中部海拔地區，這種森林種植法持續了幾個世紀之久。
不過在夏威夷，蘇門答臘的曼特寧地區，牙買加的藍山地區以及許多其他地方，因為天候多雨而潮濕，咖啡植物需要較多的陽光，這些地方一開始就不屬於遮蔭種植。
生長於樹蔭林間的咖啡，通常被標註為遮陰種植咖啡(Shade-Grown Coffee)。
圖:巴西太陽種植咖啡農場
20世紀70年代，由於葉銹病和咖啡害蟲損害了種植於林蔭間的咖啡作物，咖啡全球減產。來自消費市場廣大的需求壓力，加上美國援助與咖啡產國地方政府的資金鼓勵，許多采用遮蔭種植的農民，紛紛開始建造新的全日照種植園來增加產量。
大型工業種植園如雨後春筍的出現，在這類太陽種植的咖啡農場，往往採用單一栽培，只有咖啡一種植物在景觀中居主導地位，沒有樹木覆蓋，咖啡灌木直接在陽光下生長。在咖啡場散步類似於在蘋果園中散步。
這種全日照種植形式的咖啡，稱為太陽咖啡(Sun-Grown Coffee)。
圖: 全球阿拉比卡咖啡產區種植形式分佈圖
由於咖啡依照品種不同，可以在蔭涼處或全日照條件下生長。目前全世界約有25％的咖啡農場選擇傳統遮蔭管理，35％執行部分遮蔭管理，40％在全日照條件下管理。
上圖是阿拉比卡咖啡產區種植形式分佈圖。圖中圓餅區塊，就是種植形式的標註，以三種顏色區分：
-深綠:代表多元樹種的遮蔭種植(Diverse Shade-Grown)
-淺綠:代表少量樹種的遮蔭種植(Scante Shade-Grown)
-鮮黃:代表太陽種植(Sun-Grown)
在美、非、亞三大洲的咖啡產區，施行遮蔭種植與太陽種植的國家分析如下:
[中美洲] 主要採遮蔭種植，墨西哥與洪都拉斯有三分之一採陽光種植，尼加拉瓜則有十分之一採陽光種植。
[南美洲] 哥倫比亞和秘魯採用遮蔭種植，巴西八成咖啡農場採陽光種植，有少部份遮蔭種植。
[非洲] 肯尼亞與埃賽俄比亞採遮蔭，坦桑尼亞較多采陽光種植。
[亞洲] 印度全採遮蔭，印度尼西亞主採遮蔭，其他如越南泰國則多采陽光種植。
圖:森林中消失的樹冠，單一覆蓋的土地
現今太陽種植咖啡占美國商店出售咖啡75％，儘管太陽種植咖啡看似為農民帶來高產量與抗病希望，但這種轉變同樣付出不少生態代價。
工業種植園為取地種植太陽咖啡，經常需要大面積砍伐森林。據統計，1990年代從太陽種植推廣以來，單在拉丁美洲，原本的280萬公頃傳統遮蔭咖啡種植園，就有超過四成樹冠(110萬公頃)被砍伐，以改建成太陽種植咖啡園。
咖農為促進收入響應政府砍樹換太陽種植的政策，使森林快速消失於地平在線。森林砍伐使動物棲息地喪失，生物多樣性喪失，太陽種植對生態的負面效應，遠大於咖農提高產能的小小經濟收益。
圖:太陽種植園需使用化肥和農藥
在傳統天然樹冠提供的遮蔭種植咖啡園，有大量落葉為咖啡植物提供營養。但太陽種植園，這些天然有機營養素是不可期待的。
缺乏落葉覆蓋的農場，加上日照強度造成的產能提升，使咖啡園的土壤肥力快速降低，農民必須使用化肥，尤其是氮肥來增加植物營養。結果導致太陽咖啡農場的硝酸鹽會隨著雨水沖刷進入當地流域，耗盡水中氧氣供應並殺死水生生物，造成水污染。
此外，因為缺乏落葉覆蓋，太陽種植咖啡園還需要使用除草劑來控制雜草。這些農藥隨著徑流污染了河水。
圖:森林變為農業土地，覆被消失土壤侵蝕易生
缺乏落葉的農場，也使太陽種植的咖啡園土壤完全暴露在陽光下並直接加熱時，土壤容易變乾失去密度，並被風和水侵蝕帶走。侵蝕造成的泥沙沉積物又流入水源，影響水和陸地生態系統。
土壤顆粒也會增加空氣污染，因為風蝕會改變大氣條件和氣候。這些腐蝕性過程使得曾經被森林占據的土地變成了荒涼、乾燥、養分枯竭的劣質土。
圖:暖化持續高溫使咖啡生長減緩並罹病
任何植物都有適應生長的溫度，咖啡作物也不例外。但全球暖化的氣候趨勢，使許多咖啡種植園現今面臨高溫對咖啡收穫的威脅。
依據科學家的調查，在1998年到2003年的這六年間，全球年均溫平均上升了0.54℃攝氏度，遠高於20 世紀總平均值。而2012年至2016年的五年間，年均溫更上升了0.78°C攝氏度。
陽光種植的趨勢始於1970年，當時的氣候沒有暖化議題，溫和偏暖的溫度，能加速光合作用進行，從而加快果實的發育和成熟，這意味著產量加快，所以咖農趨之若鶩。
但是當暖化趨勢使咖啡園內的空氣溫度超過"適宜生長臨界值"時，過多的太陽熱能又成為咖啡生產的弊因。持續暴露高溫(30°C）損害咖啡葉片，使其缺水焦化，未摘取的果實也出現曬乾問題。
暖化使太陽種植的咖啡園面臨產量與產值的雙重威脅，於是給咖啡撐傘以降溫的遮蔭種植方式，又重新獲得農民重視。
圖:不合時宜的降雨威脅咖啡園的土壤與產量
遮蔭種植為咖啡園帶來的另一個好處，是對極端降雨氣候的因應。
許多咖啡園位於山區斜坡，遮蔭種植為咖啡園帶來大量落葉，這些落葉覆蓋了咖啡園土壤，形成吸水海綿作用，可以在不合時宜的暴雨或降雨時，為咖啡園吸收過量的水分，阻擋土壤層短時間浸水過多。
遮蔭樹木的落葉，阻擋了徑流對咖啡園土壤的沖刷侵蝕，留住的珍貴的土壤。遮蔭樹木也同時在咖啡灌木之上形成雨傘作用，阻擋大雨打落葉片或脆弱果實。遮蔭種植緩衝極端氣候對咖啡園續產力的傷害。
圖:農林業生產形式是一種可永續經營的土地利用模式
現今許多阿拉比卡的精品咖啡種植園，開始採用所謂的農林業(Agroforestry或Agro-sylviculture）農場管理模式。
這是一種結合林業與農業間的土地利用實作方式。也就是將農地上的農作物(咖啡)，與多年生木本植物(例如喬木或灌木)交互種植，使單位農地上的作物產量增加，並使生產多元化，有時也會與家畜、養蜂等農業互相混合。
農林業結合了農業與林業技術，創造了更加多元、更多產量、更高利潤、更加環保，並且可永續經營的土地利用模式。
圖:咖啡包裝袋上的遮蔭種植標語
多數農林業農場生產的咖啡，都被稱為“遮蔭咖啡(Shade-Grown Coffee )”。愈來愈多這類”遮蔭種植”的標語，出現在阿拉比卡精品咖啡的包裝袋標註上。但因為遮蔭種植並沒有官方標准或監督機構，來管理該術語在咖啡標籤上的使用，所以遮蔭種植的標註並不能反映出一種統一化的質量等級。
同時，並非所有遮蔭種植咖啡園的農林複合系統都屬一致，農林複合系統的遮蔭範圍差異，可從類似成熟森林的密集陰影系統，到只有一兩種遮蔭樹的淺陰影系統。不同的弄林業形式，對咖啡園的產質有不同的影響。
依照咖啡園中林木的高度與種類，還有樹冠層的遮蔭率，可區分出四種遮蔭種植的農林複合狀態:
A. 傳統鄉土系統咖啡園
圖: 埃塞俄比亞Ilubabor省原始咖啡森林
上圖是埃塞俄比亞南部Ilubabor省的熱帶雨林，本區被聯合國教科文組織列為生物圈，這座森林主要出口產品就是生長在原始森林裡的野生咖啡，圖中較低矮的樹種就是咖啡灌木。
這種生長於原始森林中，原生植被幾乎沒有變化的咖啡園，稱為傳統鄉土系統(Traditional Rustic System)咖啡園，常見於埃賽俄比亞。
這些野生咖啡往往是未被馴服的原生種咖啡，這種咖啡林的管理強度小，農民的管理工作通常不干預森林系統，常見於小型家庭式咖啡農場。
傳統鄉土系統的咖啡農場樹種多樣，平均有25種。蔭影植被層可能超過三層，遮蔭率為70~100％。
B. 傳統混養系統咖啡園
圖:北泰國原始森林區開墾的咖啡園
遮蔭率第二高的，是傳統混養的咖啡園(Traditional Polyculture System ，也稱Coffee Gardens)。
這種咖啡園種植的咖啡，是經過人工馴化的傳統咖啡品種，為了提升農場的經濟收入，會砍伐一些無經濟價值的原始林木，改種植可增加收益或增加土壤養分的經濟林木、固氮樹木、藥用植物或果樹。
這種傳統混養的咖啡種植園，林木的管理強度中等，通常只需照顧經濟作物，原始林中的原始植被物無需管理。
上圖是北泰國的混養咖啡園，可以看到芭蕉樹種植於原始林的樹冠下，和咖啡一起生長，這類林木的遮蔭率為60~90%。
C. 商業混養系統咖啡園
圖:哥倫比亞Antioquia省Andes山的商業混養咖啡園
在商業混養(Commercial Polyculture System)的農林業咖啡園系統，為了增加咖啡植物的農地面積，更多原始林木被大量移除，引入一些具有經濟價值的遮陰樹與咖啡混合種植，通過種植經濟性木材與果樹提供遮蔭。
這種商業混養的咖啡種植園，林木的管理強度高，森林的樹冠需要經常修剪，去除附生植物。
這類混養林通常只有兩個植被層，樹冠和咖啡，遮陽率在30~60%。由於咖啡作物上層的植被不夠茂密，這類咖啡園可能因植被覆蓋不足，而需要使用到化學肥料和殺蟲劑。
D. 陰影單作系統咖啡園
圖:哥倫比亞陰影單作咖啡種植園
蔭影覆蓋率最低的是單一陰影系統（Shaded Monoculture System），只栽種一兩種遮蔭樹種，通常是印加屬(Inga)的固氮樹木。
這種單一陰影的咖啡園，去除所有的原始林木，重新種植少部分陰影樹木，林木的管理強度高，森林樹冠樹苗要經常修剪，去除附生植物，陰影覆蓋率僅10~30%。
圖:2015年哥斯達黎加COE卓越杯第一名獲獎咖啡園
儘管遮蔭種植對生態、環境、咖啡質量均有好處，但不表示地表上所有咖啡園都應該採用遮蔭種植，或者遮蔭率愈高愈好。
上圖是2015年哥斯達黎加超凡杯競賽第一名的咖啡莊園，位於海拔1600公尺的高山，顯然這區冠軍豆咖啡園沒有使用遮蔭系統，可以看出這是一個太陽種植咖啡地塊。
遮蔭的根本目的，是為咖啡園阻擋不適當的太陽熱量，但如果已經生長在高海拔山區，全天日照量不多，這時就不一定需要採用遮蔭種植來生產高質量咖啡。
所以要不要遮蔭，是咖啡農場針對當地微氣候環境的考慮選擇。當消費者因為選購遮蔭咖啡而因此要付出較高購買成本時，其實可以跳脫遮蔭一定更好的迷思。
當我們更多了解所選購咖啡的身世，獲得有關咖啡農場的信息，或許我們更能理解，手上這一包咖啡，為何需要遮蔭?又是屬於哪種農林業層級的遮蔭。
今日的咖啡生豆學，我們就談到這裡。下期會跟您持續陰影議題，談另一個與陰影有關，也常出現在咖啡包裝袋上的術語”鳥友咖啡”，我們下期再會。
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