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海上城市不是梦 各种海洋农场盘点

 潘细录 2020-04-20

您见过在水下种豆荚吗?

在意大利沿海市镇诺利(Noli)外海坐落着一座迷你水下农场——尼莫的花园(Nemo's Garden)。

这个实验性质的海底农场由五个小透明气球,它们被沉到海底6~12米处并固定在海床上,气球内灌满空气。

在白色塑胶球里,种着草莓、芹菜、菠菜、大蒜等十数种植物。

映照在湛蓝的海底光线之下,我们可以看到“农夫”潜水员在一座座种植园间穿梭,观察并照料刚种下的种子。

种植园中还安装了远程摄像头,管理人员很容易监控里面的所有植物。他们还安装了传感器面板,它可以获取“农作物豆荚”内的实时数据,如温度、pH值、气温、二氧化碳浓度等。更有意思的是,任何人都可以通过互联网实时观看“农作物豆荚”。

形似气球的生物圈利用海洋的自然属性来种植植物,水下的温度是恒定的。这些温室的形状允许水持续地蒸发,并补充给植物。高浓度的二氧化碳对植物就像打了类固醇一样,使他们异常迅速地生长。

这个水下温室是一个实验性农业项目,是潜水设施公司海洋珊瑚礁集团(Ocean Reef Group)从2012年起进行的实验性农业项目。

这个项目的创意来自Ocean Reef Group的总经理塞尔吉奥·甘贝里尼(Sergio Gamberini)。他在意大利度假的时候,突然灵光一现“干嘛不在海下种作物呢?”于是乎,“尼莫的花园”应运而生。

不知道这位梦想家是否是以尼莫花园来向尼莫船长致敬,毕竟《海底两万里》中尼莫船长也是位敢想敢做,极度富有想象力和实干精神的伟大人物。

也许你会想,这水怎么种庄稼呢?实际上,非常简单,气球底部的水会向上蒸发,并在内壁冷凝流下,从而营造出一个湿度达85%的湿润环境,这非常适宜诸如草莓、豆子等植物的生长。

曾有人通过海洋循环以及二氧化碳溶于海水的系统模拟证实,化石燃料产生的约40%的二氧化碳会被海洋吸收,因此海洋可被视为地球上最大的二氧化碳水池。而高浓度的二氧化碳对植物的生长极其有利。

实际上,海底种植并非华而不实的噱头,水体维持的恒定温度非常利于植物生长,这是大部分陆地农场并不具备的巨大优势。虽然说作物在水下可能会受到水流冲击,但也好过陆地上的虫害,而且陆上恶劣天气也不少。

其实在早期的一次实验中,研究人员发现土壤会“携带”外来害虫,后面的实验便全部选择水培。

所以说,在海底种植农作物是个极妙的点子。对于地理环境难以孕育农作物的国家来说,水底农园有其潜在机会。实际上,Ocean Reef Group已经收到了马尔代夫、沙特阿拉伯等多个缺少耕地国家邀请,请他们前往发展海下温室。

尽管海底农场目前看来可行性不高,仍处于实验阶段,但人们也一直努力尝试利用海洋发展农业。这不,海上农场的设计也层出不穷。

智能漂浮农场

位于西班牙巴塞罗那的Forward Thinking Architecture公司就设计了这么一座 “智能浮动农场”。这个项目具有商业可行性,可以实现在海上进行农业种植和养殖,与传统农业一起为人们提供新鲜有机的食物。

半自动化的“智能浮动农场”,满足可持续的理念,设计师们希望带动人们对健康饮食的重视,以及减少对环境的破坏,因为只有这样才能有助于提升食品安全指数和灾害抵御能力。

智能漂浮农场项目的鸟瞰图

在水上生活和耕作确实是现下的流行趋势,“智能浮动农场”项目采用模块化设计,每个模块设三层并配置各种设施,三层系统结合了包括水产养殖和水培设施,带屋顶的水平顶部是覆有光伏镶板的顶盖。

底层是全封闭式的,主要用于鱼类养殖,封闭式的空间能抵御海浪以起到保护作用,除此之外,整个底层的用处不容小觑,还可以作为船的停泊点,并在这一层实现储存、加工、海水淡化、苗圃、包装/航运等功能。

这些模块化的笼子,基于效率产能,被栅格化的安置在主要通道之间,并进一步划分为更小的单元。想象一下巨大的透明的地球就在城市的下方,里面挤满了养殖的鱼类,这情景多么的美轮美奂。淡化的海水可供饮用和浇灌植物。海水本身还能驱动产生足够的源源不断的电力。

当人们发现在海洋上耕作和在土地上耕作差不太多的时候,海上家园这个词就会流行起来。相对来说,“智能浮动农场”项目是一个有规划的纯净家园,它的主体部分体积有19立方米,总共占了133立方米的空间。

“智能浮动农场”可以灵活的改变配置

“智能浮动农场”使用A型培育构架并架起气培墙来培育各种多叶果蔬。因为水,空气和营养素的配给毫无障碍,植物的生长也会更健康。智能浮动农场的屋顶有一间三级太阳能发电厂,用来提供各种风扇,雾化器,小范围气候控制和灌溉工具所用电力来源,电力也可以被储存以供将来使用。

处理垃圾废物问题方面,智能浮动农场在多个浮动块上都设置了沼气/生物消化器。遵循循环利用的原则,收集起的有机物、产生肥料和水都会再有用武之处。总体而言,浮在水面上的可以用于种植的面积共五万一千平方米。

智能漂浮农场可以一年365天都用于生产,且不会受到陆地上的传统农业所受的威胁,如洪水、害虫、干旱等。它可以作为持续性增长的食物需求的强力后盾。

根据智能漂浮农场的成本科可行性研究预测,这一项目的投资可以用不到十年收回成本获得收益。而且它还能大大减少农场的拖拉机等设备使用化石燃料带来的污染。当然未来减少生产和消费之间的环节也是必需的,而智能漂浮农场也能很好的做到这一点。

“智能浮动农场”在水产养殖上面那层是自动化水耕系统。该系统使用水耕法,也就是将植物种植在矿物溶液里,而不是土壤中。与传统农业相比,这大约可以节省70%到80%的用水,这项技术是将海水经过淡化处理作为培养基础的,新鲜节水。

该系统有一套完整的种植系统,并且为了防止再利用水的富营养化,使植物过度生长,采用袪农业径流技术。该方法种植不需要农药,而且可以将培养器皿进行堆叠,十分节省空间。由于生长条件优越,植物的生长也会更健康。

海上养牛场

就在去年,荷兰的Beladon 公司就准备在鹿特丹(Rotterdam)建一个海上漂浮农场。

除了马尔代夫、沙特等国,荷兰也是一个陆地资源紧缺的国家。荷兰的国土面积只比中国海南省大一些,但仅有三分之一的领土高于海平面一米,四分之一的领土低于海平面。这使得荷兰随时都有可能遭受海潮、洪水、海水倒灌等问题的影响。这也是他们建全球最伟大的沿海防洪工程——三角洲工程的缘由。

据规划,整个浮动农场总面积在1,200平方米左右,长约40米,宽约30米,整体采用钢筋混凝土和镀锌钢架结构。浮动农场分为上下两层,除了顶部,农场四面墙全部安装透明玻璃幕墙,人们可以从外面看到内部环境。

奶牛饲养于农场的上层,它们可以自由漫步于牛厩区和挤奶区,同时也可以通过漂浮农场和陆地之间连接斜坡通道离开狭小的海上农场,到陆地上进行休憩。在上层,一台机器人会把干牛粪进行收集,另一台机器人会自动补给奶牛所需要的水和食物。地板上铺设了可透过尿液的特殊薄膜。

饲料怎么办?

在农场的一层,有处理加工牛奶的设备,而上层透下的牛的尿液在净化后会被用于各种牧草(红菽草,紫苜蓿和其他植物)的种植,牧草之后会被加工成牛饲料。Beladon公司计划利用先进温室与人造光进行牧草的无土培育,利用人造光照明,植物每天的光照时间可以长达20小时,这样牧草将生长的更快。

牛粪怎么办?

下层还设有牛粪加工区,牛粪可以用来生产沼气和肥料。沼气和肥料均可以对外出售。同时每天挤出鲜牛奶也可以在下层加工成酸奶和奶酪,对外出售。

能产出多少牛奶?

据负责该项目的建筑师Klaas van derMolen介绍,农场里缠绕常春藤的人造树会为奶牛提供阴凉,屋顶的太阳能电池会为农场提供一部分能源。同时,这样的海上农场可以满足40头奶牛的生活,并且每天共产奶 1,000升。在理想状态下,能够形成小小农场的循环系统,输出源源不断的牛奶。

搞个海上农场要多少钱?

每个农场前期250万欧元(约1,850万人民币)的投入,依靠奶制品、能源(干燥牛粪)的产品输出,能够在七八年内收回成本。Klaas van der Molen还说到,除了漂浮奶牛农场,海上漂浮养鸡场和海上温室都在规划之中。

据项目开发方 Beladon介绍,除了解决耕地面积紧缺的问题,漂浮农场也希望让生活在城市中孩子了解到食物的生产过程,同时,漂浮农场由于建立在城市中,能够减少农村与城市间物流运输成本。海上漂浮农场不仅可以建在海面,河流、湖泊上也可以应用此项技术,这样的设计,为亚洲、非洲等地由于人口激增带来的粮食短缺问题提供了可选择的解决方案。

海上漂浮农场创意一经提出,得到多方支持和鼓励的同时也受到一些质疑。荷兰的农业经济研究所专家Jan Willem van der Schans指出:循环农业的真正挑战在于将某一城市与其附近的食品生产加工链条上的各个部分连接起来。他同时指出,创新是受欢迎的,但为什么不把这种海上农场的创新理念直接应用于普通农场?

就是嘛,香港中文大学的学生Thomas Chung就在去年的深圳城市和建筑双年双城展(Urbanism Architecture Bi-City Biennale,简称UABB)上展示了他设计的漂浮农场方案。

接地气的“漂浮农场”装置

装置在蛇口大成面粉厂的场地上,希望通过漂浮农场的方式展示回到深圳湾农业时代的概念。该项目构成了双年展的主要景观,在闭幕式上获得了双年展组织委员会的奖项。

在双年展场地上,“漂浮农场”创造了一系列开放的较浅区域,其中一些填充了种植场地而另一些是漂浮着种植盒的水面。它们一起创造了一个结合了桑基鱼塘、鸭子和鱼的多循环的生态系统,其中养耕共生,培育水藻并且还进行水过滤。

在结束时的“丰收节”(Harvest Festival)时,池塘中收获的蔬菜被做成了沙拉供人享用。正如Chung报告的那样:“我们把鸭子留在了那里,它们可能就像宠物那样,为这个地方带来了生命。”

这些鸭子们将至少在大成享受一年的生活,因为一家中国的赞助供应商将负责维护“漂浮农场”。他们同样给予Chung机会来优化这一项目并继续在当地的社区进行工作。

关于“漂浮农场”

“漂浮农场”代表了一种“在城市中重新生活”(Re-Living The City)的观点,它所思考的是一种基于场地的生态-社会城市主义。它希望能够进行一种基于复兴旧工业建筑的多样化而有机的生活,通过生产性景观复原混样式生态的根基。这种生活方式曾经是珠江三角洲土地上的独特土地形态。

这块地势较低、易受洪水侵扰的土地上的居民们将农业与桑蚕、渔业相结合,创造了一种独创性的桑基鱼塘生态工程,这是当地生态农业的典型例子。它引发了基于水体的商业的繁荣,但是现在已经因为景观场地的荒废而渐渐消失。

与之类似的是,去年的双年展场地,原大成面粉厂就是深圳快速城市化的产物。当时该厂几乎在一夜之间取代了原有的混养式湿地,取而代之的是为了构建预期的大都市而建造的混凝土工厂。这座臃肿的工厂现在已经开始崩裂,让阳光和旺盛的野花渗透到地下的水源中,证明了自然总是在周而复始。

“漂浮农场”在不同层面上受到了当地景观的启发,希望重新振兴这一缺乏生机的场地。现有的水体对角线穿过场地,提供了重新利用水的主题的灵感。穿过原有的椭圆形的工厂宿舍,具有生命力的水体流经了一系列过滤池。

该想法是希望能够从建筑延伸并外扩至另一边,那里混凝土地面被解构,形成生产性水池。部分混凝土石块被进行解构并且重新利用成为连接不同水池之间的道路。混凝土的池塘本身就是有水泥砖构成,加上多种的平台、台阶、条凳和展厅,创造了一个结合食物生产和休闲的步行性景观。

一系列相连的池塘具有多种的水体功能,创造了完整的水循环,包围整个旧宿舍楼。宿舍楼线性的体型被转化成了展览的多功能学习资源中心、圆桌空间、图书馆和一家咖啡餐厅。

当代化的桑基鱼塘场地结合了低技的养耕共生方式。种植的桑树用来喂养展厅中的桑蚕;水体形成了一系列的过滤池走廊,其中有可以用来净化水质和喂鱼的水草;彩色的微型藻特意进行种植和收获,可以提升水体的自净功能,同样也可以用来喂鱼。

自我维持的水体循环开始于富养化的“废水”,进入水藻池塘,之后在过滤池塘中净化,进入荷花池塘。“净化”的水体之后流经锦鲤池、鸭子池,最终进入漂浮着桑基的养耕共生大池塘。漂浮的桑基为水体提供了氧气,并部分吸收了其中的营养,之后才再次进入水体的循环。

漂浮桑基的概念经过实验后,利用了这种轻质、可移动的、不同大小的农场基础,它还可以在展厅或是宿舍的屋顶上使用,来改造屋顶。部分的洁净水也将被用于屋顶绿植的灌溉。

“漂浮农场”结合了多种循环,每一个池塘都具有双向的营养供给,废水循环、作物生产、水体净化和景观特征,创造了比传统系统更加灵活的方式。相连的池塘成为了自我维持的生态系统,展示了混合的城市-农业环境的循环方式多样性,而这种环境同样也可以成为集生产和休闲的公共娱乐场地。

双年展结束时举办的“丰收节”收获了漂浮种植盒中的第一季作物,展示了水藻养殖的成果,还举办了一场“畅想城市农业和生态、社会生活”(Envisioning urban agriculture and ecology for Bio-social living)的论坛。

回到最基本的城市重新生活,去掉过度的建设,重新回到充满自然的空间,“漂浮农场”希望能够为当下的不安和臃肿的生活提供抚慰的营养和安抚的体验。

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