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2007年12月19日 作者:xwz2367609 [返回]
一种最适合建立生态系统的圆形温室

   农业的发展在近代史上可以说是辉煌的成就,伟大的成果,但如果从生态与可持续角度思考,农业正面临着巨大的生态危机,这种危机是从化学石油农业诞生的那天起就开始不断地放大,现在已达发展到影响人类生存健康的程度了,作为农业科研生产者必须清醒地意识到,并且必须不遗余力的为之寻找相应的对策,让农业成为人类与地球健康发展的伙伴,不能因农业的滥作而走向自毁.其间的危机就像慢性减一样,日渐侵蚀着人类与环境,农产品品质日趋下降,农残成为当前食品的最重要问题,物种的灭绝正在加剧,地球的反常气候越演越烈,这些归结为一点,就是生态的破坏,盲目的开垦,不科学的掠夺耕作,使这片能给人们创造生存食物资源的土壤越来越贫瘠,越来越没有生命力,这就是化学农业不可持续性与生态破坏性的结局,是人类发展中一段令人亢奋又而令人悲衰嗟叹的发展史.
   农人们,科研工作者们,不能再沉浸到虚华的农业成果,必须进行冷思考,必须尊重自然,仿效自,回复自然最为伟大的力量,把农业从困惑无奈的边缘挽回,这绝不是危言耸听,试看当前,可耕作富有土壤生命力的耕地越来越少,而人口却日趋递增,无畏的滥耕作滥开垦,让沙尘暴的侵蚀破坏力越来越强,虽然,时下许多地方正在退耕还林,但这还是补缺之工作,没有从根本上找到出路.江河湖泊的水质也不再清洁,可养鱼发展水产业的水体越来越少,养殖一片污染一片,最终破坏终止一片的不可持续性渔业也正成为当前养殖业的一大危机,许多原本可以进行网箱养鱼的地方,也因水体的富营养化而使这种高产高效的技术退出舞台,笔者这次至三峡考察中华鲟的人工养殖时,就遇到了一个普遍的问题,就是养殖户们纷纷反应,原本可以进行网箱养殖中华鲟的清江源,现在已不能再继发展了,其中主要原因就是水质已受到严重污染.这些问题看似平常的问题,但其间却隐藏着未来渔业发展的危机,日后可进行养殖的水体会越来越少.上述这些提及的问题,可能还是大家普遍能理解与认识到的常规问题.其实农业还存在着许多目前还没有引起人们重视的隐患,其中人口的剧增,食物的安全可能在日后还是世界的一个最为重要的问题,按照目前的增长速度,估计到2050年世界人口将达到80亿人,目前是60亿左右的人口负载,如果再增加20万,那么这些增加人口食物保障的出路将是在何方呢,这不得不让人类社会发展学家们所思考.目前的耕作模式,必然会使土地生产力不断降低,必然会使可耕作土壤越来越少,许多常年连作的地区,也成为连作障碍的重大隐患区,使产业的发展难以持续,农民的致富之路越走越窄,笔者也曾到一个山区乡镇,这里的长豇豆产业是该山区乡农民的主要农业收入,但通过连续5-7年的耕作,病害越来越多,产量品质越来越差,能否让这产业持续健康发展,成为当前该地区农民的心头大患,这就是化学耕作与不科学的生态模式所导致的破坏性耕作.
    那么,有没有一种可以实现永续耕作,又不会增加环境负担的新型模式呢?答案当然是有的,但这种答案可能会令人质疑,那就是仿自然的现代生态农耕模式必须取代当前的化学石油农业,否则总有一天会让人们束手无策或怨天忧人.这种仿自然而超自然的系统,其实就是地球生态的微型缩影.美国在上世界曾设计地球生态圈系统,并进驻科学家进行生态的自我发展与人类的自我利用,但最终因其间物种的灭绝与生态链的破坏,而导致这伟大的封闭的生态圈自我破坏而恶性循环,最终导致进驻的科学家们不能再在这环境下生存而告终,这说明微型的生态圈的缓冲性差,只能维持几年时间,最终因系统生态的破坏而崩溃,无非地球是个大生态,有较强的缓冲性,所以虽然现在在日渐退化,但还没有达到自我毁灭的程度而已,但随着环境生态的破坏与物种的灭绝,最终也难逃厄运.自然是美好的,伟大的,但如果违背自然,对人类的惩罚也将是最无情的.所以农业生产从某种程度上来说必须复古,但这种复古其实不是退化的回归,也是让理念上提示人作更加尊重远古的自然耕作之农法,但现代的科技可以让自然农耕成为现代化的自然农耕,是一种螺旋后的提升模式.这就是现代生态自然农耕法.
    当前的温室系统从某种程度来说其实也是一个相对闭封的生态圈系统,但人们因过于追求高产与管理的效率而实行了单一物种的耕作模式,青一色的生态,是最不稳定的,最不自然的线性耕作,它必然有很大的不稳定性,于是病虫害的控制就成为难题,一旦染了病虫害就会迅速滋生扩衍,少有生态之缓冲,从而又逼着人们使用农药来得以维持,这样恶性循环就真正形成了,最终使农药化肥的污染加剧,产量与质量日趋下降,使农业生产力水平越来越低,而生产成本与投入却越来越大,这就是耕作者的效益难以实现最佳化.因为单一耕作所需,使温室系统内的小气候环境难以达到最适化最优化,单一品种的栽培,难以实现良好的生态耕作之效果,栽培环境与土壤的单一性,也使生产的小气候环境没有发挥它的优势效应,温室的气候变化剧烈,难以形最适系统与物种生存发展的良好气候条件,这就是生态单一性的通病.那么,该如何进行技术革新,以利于温室综合的多元生态系统的建立,又有利于良好小气候环境的维持,针对这问题,我们找到了一种类似于美国地球生态圈缩影的微型生态系统,这就是生态圆形温室所要回答与解决的根本问题.
    生态温室的最大特点就是生态设计结合于整个农作过程,气候营造与稳定系统的建立作为生态运行的保障.作为温室设计的独特性也是从有利于小气候环境的创造而考虑的,圆形穹顶的设计,使温室的聚热性受光均匀性得以充分体现,类似于塔顶的穹顶,是有利于发挥烟囱对流效应的巧妙构造,底吸风与顶外排的空对流系统,有类似地球大气环流的自然效果,另外,圆形的内空间有利于各处生态位的相对平衡,在空间内的任意点上,都有较为一致的气候趋同性,有利于生态设计时的布局灵活性.这种类似于地球半球的创新模型,具有最大的外表面积,可以富集更多的宇宙能量与射线,栽培其内的植物有明显的金字塔效应.球内空间利用可以得以最大化发挥,使单位面积的利用率得以大幅度提高,非常有利于立体设计与空间发展.
    生态设计的圆顶温室其实就是地球与自然的缩影设计,其内的小气候营造,主要依靠占有最大面积的中心水体,就像海洋是地球的主体一样,通常在圆形空间的中心以布设一个透明的圆形水体为特点,再围绕水体构建类似地球土壤的基质栽培,与水耕栽培,达到河流,土壤,高山、瀑布、阳光、微风的仿生态效果,水体中主要营造水生态,进行水产的养殖或者是水生植物的栽培,生态浮岛或者是漂浮水培的设计,实现水体空间的利用最大化。这个透明的水体具有海洋的气候缓冲性,白天可以缓冲聚然的升温,吸收大量的热量,夜晚可以释放白天吸贮的太阳能源,起到了温度缓冲与均衡之作用,有类似于海洋性气候的模拟效果。特别是透明的水体设计,就是是一个巨大的太阳能热水器,可以吸收大量的热量,利于水体生物鱼、虾、藻、微生物等的滋生繁衍,使水体微生态平衡系统快速建立,实现与发挥水体的自我修复与净化功能,是水体可持续的巧妙设计,特别是水体中的水草与漂于水面的人工浮岛是其生态平衡的重要呵护者,有了这些植物的介入,起到了水质的持久性保持,与闭锁性的循环,是水生态平衡的最重要部份。围绕水体一周设计的基质栽培系统,是硝化水体有机物,净化过滤悬浮物,的重要部份,就是自然界的土壤与森林一样,可以让自然的水体得以最为彻底的修复与净化,也是维持水生态平衡的重要措施,在整个温室系统中,一切的设计应以水平衡的保持为主体,因为只有水平衡的保持才有温室生态的稳定与持续的运行,在一切生态设计中,水生态都是最为重要的部份,圆形温室更显突它的重要性。基质的沙培或者砾培系统,是水体系统中大颗粒固态悬浮物有机物,及氨氮的最为高效的清除者,流经基质的水体就像进入湿地的河流,得以高效快速的净化,经净化后又回流到中心水体,达到了水循环的持久地可持续地进行,我们称之为永续耕作。在整个圆形的空间内,为了最大化地立体利用,一般还得设计各种水培循环系统,如管道栽培的空间设计,气雾栽培的悬吊设计,这些设计除了使物种与生态复杂性增强有利于生态稳定外,这些绿色的植物是生态的最重要保护者,有了这些绿色植物才能使圆形温室充满生机,才使温室既有生态多样性,又有气候的稳定性,和减少不良气候波动扰动的影响.当然这种圆型的高空间高利用率的温室,也适合于种苗工程建设,瓜果蔬菜栽培,甚至堆肥生产,蚯蚓养殖,菇类栽培,水产养殖等农业项目,是一种比普通温室有更大利用空间,更高生物效率的温室,这与该温室的硕大空间与充足太阳能资源有关.这种温室系统之所以叫做生态温室,是因为它的小气候环境就如地球生态圈一样,具有多样性多元化的设计特征,另外,太阳能的最充分利用及其它气候因子者能得以高效率节能化的控制有关.特别是空间利用率的提高,使温室的生物转化率大大提高,一般一个直径6-8米的圆形温室,年可产蔬菜800斤,以每人每年200斤计算,可供四人的全年蔬菜需求,如果结合水产养殖,在不影响蔬菜产量的同时,还可以有数百上千斤的鱼产品收入,就是作为农村庭院经济发展,也是一个极好的项目.也可用于农业生产用房构建,不需审批,属于临时之建筑,内部宽敞之空间,加上有类似于蜂窝结构的通风系统,温湿度怡人,而用牢固度有超乎寻常的发挥,有强大的抗风抗雪性,这与拱球结构有关.这种风格的温室不仅仅有更大的实用性,就其美观性,也可以让农业景观大大改善,是现代农业新农村建设的风景线项目.
   从成本与构建的便捷性灵活性来说也比常规温室有更大优势,可以在任何短程地面上建造温室,如楼顶,庭院,公共场所的空旷地段等,是创造农业生产小气候环境最佳系统,特别是观光农业城市农业的发展上,更能体现它独特的优势与风格.另外,从它的耐久性来说,比常规温室更为坚固,有更强的抗雪压性,与抗风性,是一种投入成本省,生态气候环境稳定,空间利用率高的未来温室模式.从目前温室的发展趋势与效率来说,不久的将来该温室系统必将成为农业生产观光农业的主要温室系统.
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