Jianming Xie1,2 & Jihua Yu1,2 & Baihong Chen1,2 & Ζι Φενγκ1,2 & Jian Lyu1,2 & Linli Hu1,2 & Yantai Gan3 &
Kadambot HM Siddique4
1. Gansu Provincial Key Laboratory of Aridland Crop Sciences, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Κίνα
2. College of Horticulture, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Κίνα
3. Agriculture and Agri-Food Canada, Swift Current Research and Development Centre, Swift Current, SK S9H 3X2, Canada
4. The UWA Institute of Agriculture and School of Agriculture & Environment, The University of Western Australia, Perth, WA 6001, Australia
Περίληψη
Σε κατοικημένες περιοχές/χώρες με γρήγορη οικονομική ανάπτυξη, όπως η Αφρική, η Κίνα και η Ινδία, η καλλιεργήσιμη γη συρρικνώνεται ταχέως λόγω των αστικών κατασκευών και άλλων βιομηχανικών χρήσεων της γης. Αυτό δημιουργεί άνευ προηγουμένου προκλήσεις για την παραγωγή αρκετής τροφής για την ικανοποίηση των αυξημένων αναγκών σε τρόφιμα. Μπορούν τα εκατομμύρια των μη καλλιεργήσιμων εκταρίων που μοιάζουν με έρημο να αναπτυχθούν για παραγωγή τροφίμων; Μπορεί η άφθονη διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια να χρησιμοποιηθεί για φυτική παραγωγή σε ελεγχόμενα περιβάλλοντα, όπως θερμοκήπια με ηλιακή ενέργεια; Εδώ, εξετάζουμε ένα καινοτόμο σύστημα καλλιέργειας, συγκεκριμένα "Γκόμπι γεωργία." Διαπιστώνουμε ότι το καινοτόμο σύστημα γεωργίας Gobi έχει έξι μοναδικά χαρακτηριστικά: (i) χρησιμοποιεί χερσαίους πόρους που μοιάζουν με έρημο με ηλιακή ενέργεια ως μοναδική πηγή ενέργειας για την παραγωγή φρέσκων φρούτων και λαχανικών όλο το χρόνο, σε αντίθεση με τη συμβατική παραγωγή θερμοκηπίου όπου οι ενεργειακές ανάγκες είναι ικανοποιούνται μέσω καύσης ορυκτών καυσίμων ή κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας· (ii) οι συστάδες μεμονωμένων καλλιεργητικών μονάδων γίνονται χρησιμοποιώντας τοπικά διαθέσιμα υλικά, όπως αργιλώδες έδαφος για τους βόρειους τοίχους των εγκαταστάσεων· (iii) η παραγωγικότητα της γης (φρέσκα προϊόντα ανά μονάδα γης ανά έτος) είναι 10-27 φορές υψηλότερη και αποδοτικότητα χρήσης του νερού των καλλιεργειών 20-35 φορές μεγαλύτερη από τα παραδοσιακά συστήματα αρδευόμενης καλλιέργειας σε ανοιχτούς αγρούς. (iv) τα θρεπτικά συστατικά των καλλιεργειών παρέχονται κυρίως μέσω τοπικών οργανικών υποστρωμάτων, τα οποία μειώνουν τη χρήση συνθετικών ανόργανων λιπασμάτων στη φυτική παραγωγή· (v) τα προϊόντα έχουν χαμηλότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα από την καλλιέργεια σε ανοιχτό αγρό λόγω της ηλιακής ενέργειας ως μοναδικής πηγής ενέργειας και των υψηλών αποδόσεων των καλλιεργειών ανά μονάδα εισροής· και (vi) δημιουργεί αγροτική απασχόληση, η οποία βελτιώνει τη σταθερότητα των αγροτικών κοινοτήτων. Ενώ αυτό το σύστημα έχει περιγραφεί ως α "Θαύμα Gobi-land" Για την κοινωνικοοικονομική ανάπτυξη, πρέπει να αντιμετωπιστούν πολλές προκλήσεις, όπως οι περιορισμοί του νερού, η ασφάλεια των προϊόντων και οι οικολογικές επιπτώσεις. Προτείνουμε να αναπτυχθούν σχετικές πολιτικές για να διασφαλιστεί ότι το σύστημα ενισχύει την παραγωγή τροφίμων και ενισχύει την αγροτική κοινωνικοοικονομική άποψη, προστατεύοντας παράλληλα το εύθραυστο οικολογικό περιβάλλον.
Εισαγωγή
Η καλλιεργήσιμη γη για τη γεωργία είναι περιορισμένος πόρος (Liu et al. 2017). Σε χώρες με γρήγορη οικονομική ανάπτυξη, όπως η Κίνα, η Ινδία και η Αφρική, μεγάλο μέρος της καλλιεργήσιμης γης έχει μετατραπεί σε βιομηχανική χρήση (Cakir et al. 2008. Οι Xu et αϊ. 2000). Λόγω της ταχείας αστικοποίησης που ανταγωνίζεται για τη γη με τη γεωργία (Zhang et al. 2016; Mueller et al. 2012), υπάρχει μια άνευ προηγουμένου πρόκληση για την αύξηση της φυτικής παραγωγής για την ικανοποίηση των διατροφικών αναγκών και προτιμήσεων του αυξανόμενου ανθρώπινου πληθυσμού (Godfray et al. 2010). Είναι πιθανό ότι οι ανεπτυγμένες χώρες με μεγάλες εκτάσεις καλλιεργήσιμης γης, όπως η Αυστραλία, ο Καναδάς και οι ΗΠΑ, θα μπορούσαν να μετατρέψουν εκτάσεις βοσκοτόπων σε καλλιέργειες για τις παγκόσμιες αγορές σιτηρών. Ωστόσο, κάτι τέτοιο μπορεί να επιταχύνει την απώλεια αποθεμάτων άνθρακα και να έχει σημαντικές, αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον (Godfray 2011).
Σε πολλά άνυδρα και ημίξηρα περιβάλλοντα, υπάρχουν τεράστιες περιοχές του "Γη Γκόμπι" (ορίζεται ως μη καλλιεργήσιμη γη), συμπεριλαμβανομένων 1.95 εκατομμυρίων εκταρίων γης τύπου ερήμου στις έξι επαρχίες της βορειοδυτικής Κίνας (Liu et al. 2010). Η Κίνα καταβάλλει συντονισμένη προσπάθεια για την ανάπτυξη αυτής της γης Gobi για παραγωγή τροφίμων χρησιμοποιώντας ένα καινοτόμο σύστημα καλλιέργειας, που ονομάζεται "Γκόμπι γεωργία." Ορίσαμε αυτό το σύστημα καλλιέργειας ως "Ένα σύστημα καλλιέργειας με μια ομάδα τοπικά κατασκευασμένων, ηλιακών θερμοκηπιακών μονάδων καλλιέργειας πλαστικών για την παραγωγή φρέσκων προϊόντων υψηλής απόδοσης (λαχανικά, φρούτα και καλλωπιστικά) με αποτελεσματικό, αποδοτικό και οικονομικό τρόπο" (Xie et al. 2017). Σε ορισμένα εξελιγμένα συστήματα συμπλέγματος, οι κλιματικές συνθήκες στις μεμονωμένες μονάδες μπορούν να παρακολουθούνται χρησιμοποιώντας καταγραφείς δεδομένων. Σε αντίθεση με τα συμβατικά θερμοκήπια ή τα θερμοκήπια όπου η θέρμανση και η ψύξη (δύο σημαντικό κόστος που συνεπάγεται η παραγωγή θερμοκηπίου) παρέχονται συνήθως από την καύση ορυκτών καυσίμων (ντίζελ, μαζούτ, υγρό πετρέλαιο, αέριο) που αυξάνουν το CO2 εκπομπές ρύπων ή χρήση ηλεκτρικών θερμαντήρων που καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια (Hassanien et al. 2016. Wang et αϊ. 2017), "Γκόμπι γεωργία" Τα συστήματα βασίζονται εξ ολοκλήρου στην ηλιακή ενέργεια για τη θέρμανση, την ψύξη και τη μετατροπή της φυσικής ενέργειας σε φυτική βιομάζα.
Τα τελευταία χρόνια, η χρήση της γης Gobi για παραγωγή τροφίμων εξελίσσεται ραγδαία στην Κίνα (Zhang et al. 2015). Στις βορειοδυτικές περιοχές, τα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi παράγουν μεγάλο ποσοστό των λαχανικών που καταναλώνονται στην περιοχή. Αυτό το σύστημα διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στη διασφάλιση της επισιτιστικής ασφάλειας, στην αύξηση της κοινωνικοοικολογικής βιωσιμότητας και στην ενίσχυση της βιωσιμότητας της αγροτικής κοινότητας. Πολλοί θεωρούν ότι αυτή η γεωργία γης Gobi α "νεοανακαλυφθείσα γη" σύστημα καλλιέργειας. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του συστήματος είναι η ευκαιρία για παραγωγή τροφίμων σε άλλοτε μη παραγωγική γη. Αυτό το καινοτόμο σύστημα καλλιέργειας μπορεί να είναι ένα επαναστατικό βήμα προς τη σύγχρονη γεωργία. Ωστόσο, υπάρχει έλλειψη πληροφοριών σχετικά με την επιστημονική πρόοδο των συστημάτων καλλιέργειας Gobi-land. Πολλά ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα: Θα εξελιχθεί αυτό το σύστημα βιώσιμα σε μια μεγάλη βιομηχανία παραγωγής λαχανικών; Πώς θα επηρεάσει το σύστημα καλλιέργειας γης Gobi στο οικολογικό περιβάλλον μακροπρόθεσμα; Μπορεί αυτό "κατασκευασμένο στην Κίνα" Το μοντέλο καλλιέργειας εφαρμόζεται σε άλλες άνυδρες ζώνες με φθίνουσες εκτάσεις καλλιεργήσιμης γης, όπως το βόρειο Καζακστάν (Kraemer et al. 2015), Σιβηρία (Halicki και Kulizhsky 2015), και κεντρικές προς τις βόρειες αφρικανικές περιοχές (de Grassi και Salah Ovadia 2017)?
Έχοντας υπόψη αυτά τα ερωτήματα, πραγματοποιήσαμε μια περιεκτική βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με τις πρόσφατες εξελίξεις και τα βασικά ερευνητικά ευρήματα σχετικά με το σύστημα καλλιέργειας. Οι στόχοι αυτής της εργασίας ήταν (i) να επισημανθούν οι επιστημονικές εξελίξεις των συστημάτων καλλιέργειας Gobi-land που υιοθετήθηκαν στη βόρεια Κίνα, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγικότητας των καλλιεργειών, της αποδοτικότητας χρήσης νερού (WUE), των χαρακτηριστικών χρήσης θρεπτικών ουσιών και ενέργειας και πιθανών οικολογικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων. (ii) να συζητήσει τις μεγάλες προκλήσεις που αντιμετωπίζει το σύστημα, όπως η διαθεσιμότητα νερού για άρδευση, η ποιότητα και η ασφάλεια των προϊόντων και ο πιθανός αντίκτυπος στη σταθερότητα και την ανάπτυξη της αγροτικής κοινότητας· και (iii) να παρέχει προτάσεις για τη χάραξη πολιτικής και τις ερευνητικές προτεραιότητες για υγιή εξερεύνηση και μακροπρόθεσμη βιώσιμη ανάπτυξη των συστημάτων καλλιέργειας γης Gobi.
Μια σύντομη ανασκόπηση της υποδομής των χερσαίων συστημάτων Gobi
Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί το σύστημα καλλιέργειας γης Gobi, παρέχουμε μια σύντομη περιγραφή του σχεδιασμού, της μηχανικής και της κατασκευής τους. Περισσότερες λεπτομέρειες για την υποδομή παρέχονται σε μια πρόσφατη ανασκόπηση (Xie et al. 2017). Το σύστημα καλλιέργειας γης Gobi εγκαθιδρύεται σε ακαλλιέργητη γη Gobi όπου η παραδοσιακή παραγωγή καλλιεργειών δεν είναι δυνατή. Οι εγκαταστάσεις γης Gobi κατασκευάζονται σε "συστάδες" επιμέρους παραγωγικών μονάδων. Μια τυπική ομαδοποιημένη εγκατάσταση αποτελείται από πολλές (έως και εκατοντάδες) μεμονωμένες καλλιεργητικές μονάδες ή σπίτια (Εικ. 1ένα). Οι μικροκλιματικές συνθήκες σε κάθε μονάδα καλλιέργειας παρακολουθούνται από ένα κεντρικό κέντρο ελέγχου όπου οι αισθητήρες τηλεχειρισμού,
Οι μικροκλιματικές συνθήκες, όπως η θερμοκρασία και η υγρασία του αέρα, μπορούν να ρυθμιστούν σε ορισμένες μονάδες καλλιέργειας, ενώ άλλα συστήματα παρακολούθησης επιτρέπουν την αυτόματη λίπανση. Ορισμένες προηγμένες τεχνολογίες όπως το Διαδίκτυο αντικειμένων (Wang και Xu 2016) ή Διαδίκτυο των πραγμάτων (Li et al. 2013) μπορεί να εγκατασταθεί στο κέντρο ελέγχου για να παρέχει πιο ακριβείς μετρήσεις των μικροκλιματικών δεδομένων που μεταδίδονται από μεμονωμένες μονάδες καλλιέργειας. Ωστόσο, αυτά δεν έχουν εφαρμοστεί ευρέως λόγω του υψηλού κόστους.
Μια τυπική μονάδα καλλιέργειας εντός μιας ομαδοποιημένης εγκατάστασης έχει προσανατολισμό ανατολικά-δυτικά και έχει τρεις τοίχους στη βόρεια, ανατολική και δυτική πλευρά του οικοδομήματος. Η νότια πλευρά της κατασκευής είναι μια κεκλιμένη οροφή που υποστηρίζεται από χαλύβδινο πλαίσιο και καλύπτεται με διαφανή θερμική πλαστική μεμβράνη (Εικ. 2). Η οροφή έχει κατάλληλη κλίση για να διασφαλιστεί η αποτελεσματική μετάδοση του φωτός κατά τη διάρκεια της ημέρας (Zhang et al. 2014). Η ενέργεια από τον ήλιο αποθηκεύεται στη θερμική μάζα των τοίχων και απελευθερώνεται ως θερμότητα τη νύχτα. Κατά τη διάρκεια του χειμώνα, η οροφή καλύπτεται με σπιτικά ψάθες κάθε βράδυ για να διατηρείται η εσωτερική θερμοκρασία (Tong et al. 2013).
Ένα κρίσιμο συστατικό κάθε μονάδας καλλιέργειας είναι ο βόρειος τοίχος που είναι χτισμένος από τοπικά διαθέσιμα υλικά, όπως τούβλα από πηλό (Wang et al. 2014), καλλιεργήστε μπλοκ άχυρου (Zhang et al. 2017), κοινά τούβλα με φελιζόλ (Xu et al. 2013), μονάδες τοιχοποιίας ιπτάμενης τέφρας (Xu et al. 2013), αργιλόλιθοι αναμεμειγμένοι με τσιμεντοκονία (Chen et al. 2012), εμβολισμένη γη (Guan et al. 2013), ή ακατέργαστο χώμα ενσωματωμένο με τσιμεντόλιθους. Σε ορισμένες ενότητες ο βόρειος τοίχος είναι κατασκευασμένος από "υλικό που αλλάζει φάση" για τη βελτιστοποίηση της αποθήκευσης και της ανταλλαγής θερμότητας και, ως εκ τούτου, τη μείωση των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας για την ανάπτυξη των φυτών (Guan et al. 2012).
Μία από τις σημαντικές διαφορές μεταξύ των ομαδοποιημένων εγκαταστάσεων γης Gobi και των παραδοσιακών θερμοκηπίων ή θερμοκηπίων είναι η πηγή ενέργειας. Κάθε μονάδα καλλιέργειας στο ομαδοποιημένο σύστημα γης Gobi τροφοδοτείται εξ ολοκλήρου από ηλιακή ενέργεια. Η ηλιακή ακτινοβολία απορροφάται από τον βόρειο τοίχο κατά τη διάρκεια της ημέρας και απελευθερώνεται τη νύχτα. Η αχρησιμοποίητη ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας είναι μια ενεργή πηγή ενέργειας τη νύχτα. ΕΝΑ "υδροκουρτίνα" Το σύστημα χρησιμοποιείται συνήθως για την παροχή συμπληρωματικής θερμότητας κατά τις νύχτες του χειμώνα, όπου ένα μικρό τμήμα του εδάφους εντός της μονάδας γεμίζει με νερό για να χρησιμοποιηθεί ως μέσο ανταλλαγής θερμότητας (Xie et al. 2017). Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το νερό κυκλοφορεί και περνά μέσα από τις κουρτίνες που απορροφούν το νερό, με την υπερβολική θερμότητα από την ηλιακή ακτινοβολία που αποθηκεύεται στο υδάτινο σώμα. τη νύχτα, το ζεστό νερό κυκλοφορεί και περνά μέσα από κουρτίνες νερού με θερμότητα που απελευθερώνεται στον αέρα μέσα στη μονάδα. Η αποτελεσματικότητα της αποθήκευσης ενέργειας στο "υδροκουρτίνα" Το σύστημα εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η άμεση ηλιακή ακτινοβολία, η ισότροπη διάχυτη ηλιακή ακτινοβολία από τον ουρανό, η ατμοσφαιρική διαφάνεια και η μετάδοση θερμότητας από το πλαστικό φιλμ στην οροφή (Han et al. 2014). Με την εξέλιξη των συστημάτων καλλιέργειας, αναπτύσσονται πιο εξελιγμένα συστήματα θέρμανσης για βελτιωμένη αποθήκευση και απελευθέρωση θερμότητας.
Επιστημονική πρόοδος των συστημάτων καλλιέργειας γης Gobi
Τα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi διαφέρουν από την παραδοσιακή καλλιέργεια ανοιχτού αγρού, όπου οι καλλιέργειες είτε βρέχουν είτε αρδεύονται. Διαφέρουν επίσης από την καλλιέργεια καλλιεργειών σε συμβατικά θερμοκήπια ή θερμοκήπια όπου η ενέργεια παρέχεται κυρίως από φυσικό αέριο ή ηλεκτρική ενέργεια. Τα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi έχουν μοναδικά χαρακτηριστικά, μερικά από τα οποία επισημαίνονται παρακάτω.
Αυξημένη παραγωγικότητα των καλλιεργειών
Οι καλλιέργειες που καλλιεργούνται σε εγκαταστάσεις γης Gobi είναι ιδιαίτερα παραγωγικές με σημαντικά υψηλότερη απόδοση χρήσης γης (δηλαδή, απόδοση καλλιέργειας ανά μονάδα χρησιμοποιούμενης γης) από την παραδοσιακή καλλιέργεια σε ανοιχτό αγρό. Για παράδειγμα, η ανατολική περιοχή του διαδρόμου Hexi στη βορειοδυτική Κίνα έχει μια μακροπρόθεσμη (1960-2009) ετήσια διάρκεια ηλιοφάνειας 2945 ώρες, ετήσια μέση θερμοκρασία αέρα 7.2 °C και περίοδος χωρίς παγετό 155 ημερών (Chai et al. 2014c) Οι μονάδες θερμότητας είναι υπεραρκετές για την παραγωγή μίας καλλιέργειας ετησίως, αλλά ανεπαρκείς για την παραγωγή δύο καλλιεργειών ετησίως στα παραδοσιακά συστήματα ανοιχτού αγρού. Στο σύστημα Gobi-land, οι καλλιέργειες μπορούν να καλλιεργηθούν τους περισσότερους μήνες ή ακόμα και όλο το χρόνο. Μέσες ετήσιες αποδόσεις καλλιεργειών για 5 χρόνια (2012-2016) στις καλλιεργητικές μονάδες στον Πειραματικό Σταθμό Jiuquan ήταν 34 t ha-1 για μοσχοβολιά (Cucumis melo L.), 66 t ha-1 για καρπούζι (Citrullus lanatus L.), 102 t ha 1 για καυτερή πιπεριά (Πιπεριάς, C. frutescens), 168 t ha 1 για το αγγούρι (Cucumis sativus L.), και 177 t ha 1 για ντομάτα (Solanum lycopersicum L.), που είναι 10-27 φορές υψηλότερα από αυτά στα παραδοσιακά συστήματα ανοιχτού πεδίου υπό τις ίδιες κλιματικές συνθήκες (Xie et al. 2017). Παρόμοια αποτελέσματα έχουν παρατηρηθεί και αλλού στη βόρεια Κίνα, όπως η περιοχή Wuwei στο ανατολικό άκρο του
Διάδρομος Hexi. Αυτές οι τιμές απόδοσης υπολογίστηκαν στην έκταση γης που καταλαμβάνουν οι καλλιεργητικές μονάδες, καθώς και στις κοινόχρηστες εκτάσεις που μοιράζονται μεμονωμένες μονάδες στο ίδιο σύστημα ελέγχου. Οι κοινόχρηστοι χώροι αφορούν τη μεταφορά υλικών εισροών και την εμπορία προϊόντων.
Βελτιωμένη απόδοση χρήσης νερού
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για τη γεωργία σε πολλές άνυδρες και ημίξηρες περιοχές είναι η έλλειψη νερού. Εξοικονόμηση νερού ή βελτίωση WUE (απόδοση καλλιέργειας ανά μονάδα παρεχόμενου νερού, εκφρασμένη σε kg εκτάριο-1 απόδοση m-3 νερό) στη φυτική παραγωγή είναι ζωτικής σημασίας για τη γεωργική βιωσιμότητα. Τα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα εξοικονόμησης νερού, όπου οι καλλιέργειες χρησιμοποιούν πολύ λιγότερο νερό από την ίδια καλλιέργεια που καλλιεργείται σε παραδοσιακά συστήματα ανοιχτού αγρού. Για παράδειγμα, πάνω από 4 χρόνια (2012-2015) μετρήσεων σε σύστημα εγκατάστασης γης Gobi στην κομητεία Jiuquan, απαιτείται ντομάτα 385-Συνολική άρδευση 466 mm, η εποχική εξατμισοδιαπνοή κυμαινόταν από 350 έως 428 mm και το βάρος νωπής ντομάτας κυμαινόταν από 86 έως 152 τόνους εκτάρια-1. Ορισμένες μεγάλες καλλιέργειες λαχανικών πέτυχαν υψηλή WUE (kg φρέσκων προϊόντων m-3), συμπεριλαμβανομένων 15-21 νερό για μοσχοβολά, 17-23 για καυτερή πιπεριά, 22-28 για καρπούζι, 2835 για το αγγούρι και 35-51 κιλά για ντομάτα. Σε αυτό το σύστημα, η WUE της ντομάτας, για παράδειγμα, ήταν 20-35 φορές μεγαλύτερες από τις ίδιες καλλιέργειες που καλλιεργούνται σε αρόσιμες εκτάσεις, συστήματα ανοιχτού αγρού (Xie et al. 2017).
Ο μηχανισμός για ενισχυμένη WUE στα χερσαία συστήματα Gobi είναι ελάχιστα κατανοητός. Προτείνουμε ότι οι κύριοι παράγοντες που συμβάλλουν περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: (α) η ποσότητα άρδευσης που εφαρμόζεται στις καλλιέργειες στα συστήματα γης Gobi βασίζεται στις απαιτήσεις των φυτών για βέλτιστη ανάπτυξη (Liang et al. 2014) που προκαθορίζεται και ελέγχεται μέσω ενός εγκατεστημένου μετρητή νερού (Εικ. 3ένα). Ανάλογα με τον χειριστή της μονάδας»Λόγω της γνώσης και της εμπειρίας, χρησιμοποιείται συχνά μια ρυθμιζόμενη ελλειμματική μέθοδος άρδευσης (Εικ. 3β) που μειώνει τις ποσότητες άρδευσης στα μη κρίσιμα στάδια ανάπτυξης (Chai et al. 2014b). Η ήπια ελλειμματική άρδευση μπορεί να τονώσει τα αμυντικά συστήματα των φυτών για να ενισχύσει την ανοχή στο στρες της ξηρασίας (Romero και Martinez-Cutillas 2012. Wang et αϊ. 2012). Το μέγεθος της επίδρασης της ρυθμιζόμενης ελλειμματικής άρδευσης στην απόδοση της καλλιέργειας ποικίλλει ανάλογα με το είδος της καλλιέργειας και άλλους παράγοντες (Chen et al. 2013. Wang et αϊ. 2010) (β) οι τεχνικές άρδευσης στα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi βελτιώνονται συνεχώς, έτσι ώστε η στάγδην άρδευση κάτω από την επιφάνεια (Εικ. 3γ) είναι πλέον η πιο δημοφιλής μέθοδος άρδευσης. (γ) χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι εδαφοκάλυψης για τη μείωση της εξάτμισης των επιφανειακών υδάτων του εδάφους. Η περιοχή φύτευσης εντός της καλλιεργητικής μονάδας συνήθως καλύπτεται με πλαστική μεμβράνη κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου (Εικ. 3δ), συμπεριλαμβανομένων των περιοχών μεταξύ των σειρών φυτών (Εικ. 3μι). Η μείωση της εξάτμισης και η αύξηση της σχετικής υγρασίας του αέρα είναι πιθανώς οι δύο πιο σημαντικοί παράγοντες για την αποτελεσματική χρήση του νερού. (δ) ένα ορισμένο ποσοστό εξατμισμένου νερού από την επιφάνεια του εδάφους ανακυκλώνεται εντός της μονάδας καλλιέργειας επειδή η καλλιέργεια είναι σε σχετικά κλειστό σύστημα· και (ε) χρησιμοποιούνται εξελιγμένες γεωπονικές πρακτικές για τη διαχείριση των καλλιεργειών στην καλλιεργητική μονάδα (Εικ. 3στ), όπως το κλάδεμα κλαδιών για την αύξηση της διείσδυσης του φωτός (Du et al. 2016), βελτιστοποιώντας τον αερισμό για την εξισορρόπηση του CO2 για τη φωτοσύνθεση των φυτών και τη συχνότητα εμφάνισης ασθενειών (Yang et al. 2017), και αερισμός της ζώνης ριζοβολίας μετά το πότισμα για μερικές ημέρες για να ελαχιστοποιηθεί η εξάτμιση του εδάφους (Li et al. 2016) όλα αυτά συμβάλλουν στην αύξηση της απόδοσης των καλλιεργειών και στην ενίσχυση της WUE.
Βελτιωμένη αποτελεσματικότητα χρήσης θρεπτικών συστατικών
Σε αντίθεση με την παραδοσιακή καλλιέργεια ανοιχτού αγρού, όπου τα συνθετικά λιπάσματα είναι η κύρια πηγή φυτικών θρεπτικών συστατικών, οργανικού υλικού - όπως άχυρο καλλιεργειών, κοπριά και υποπροϊόντα από τη βιομηχανία τροφίμων, διαδικασίες παραγωγής ενέργειας και ανακύκλωση ανθρώπινων αποβλήτων-είναι η κύρια πηγή θρεπτικών συστατικών στα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi. Τα απόβλητα αντιπροσωπεύουν μια εναλλακτική λύση στα εμπορικά μέσα που χρησιμοποιούνται στη συμβατική παραγωγή θερμοκηπίου. Για να χαρακτηριστούν ως υπόστρωμα για την καλλιέργεια γης Gobi, τα οργανικά υλικά πρέπει να έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά (Fu et al. 2018; Φου και Λιου 2016. Fu et αϊ. 2017; Ling et al. 2015; Song et al. 2013): (i) χαμηλή χύδην πυκνότητα, υψηλό πορώδες και υψηλή ικανότητα συγκράτησης νερού. (ii) υψηλή ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων και περιεκτικότητα σε ανόργανα θρεπτικά συστατικά και κατάλληλο pH και EC· (iii) ενισχυμένη ενζυμική δραστηριότητα, που συνήθως επιτυγχάνεται με την προσθήκη κατάλληλων στελεχών μικροοργανισμών. (iv) αργός ρυθμός αποικοδόμησης. και (v) να είναι απαλλαγμένα από σπόρους ζιζανίων και παθογόνα που μεταδίδονται στο έδαφος. Ο τύπος του υλικού, η μέθοδος επεξεργασίας, ο βαθμός αποσύνθεσης και οι κλιματικές συνθήκες υπό τις οποίες παράγονται τα υποστρώματα μπορεί να επηρεάσουν τις φυσικές, χημικές και βιολογικές ιδιότητες του οργανικού υλικού και, επομένως, την ποιότητα του υποστρώματος (Fu et al. 2017; Song et al. 2013).
Η παραγωγή ενός τυπικού σπιτικού υποστρώματος περιλαμβάνει πολλά στάδια (Εικ. 4α): (i) το άχυρο καλλιεργειών (όπως ο αραβόσιτος) συλλέγεται από τα παραδοσιακά συστήματα παραγωγής ανοιχτού αγρού σε τοπικά χωριά, μεταφέρεται σε μια τοποθεσία κοντά στην εγκατάσταση, κομμένο σε 3-Κομμάτια μήκους 5 cm, πριν προσθέσετε μια χαμηλή δόση αζωτούχου λιπάσματος (1.4 kg N ανά 1000 kg ξηρού άχυρου αραβοσίτου) για να ρυθμίσετε την αναλογία C:N του κομπόστ σε περίπου 15:1. (ii) προστίθεται περίπου 1 kg προϊόντος εμβολιασμού μικροοργανισμών ανά 1000 kg οργανικού υλικού. (iii) το 1ο στάδιο της ζύμωσης περιλαμβάνει τη στοίβαξη του άχυρου στο έδαφος (π.χ. 1.2 m ύψος x 3.0 m πλάτος στο κάτω μέρος και 2.0 m πλάτος στο επάνω μέρος) πριν το τύλιγμα με πλαστική μεμβράνη. (iv) η θερμοκρασία στο σωρό παρακολουθείται και προστίθεται νερό για να διατηρηθεί η περιεκτικότητα σε υγρασία στους 60°C-65% για βέλτιστη δραστηριότητα μικροοργανισμών. (v) το δεύτερο στάδιο της ζύμωσης απαιτεί τη διατάραξη της στοίβας κάθε 68 ημέρες και έλεγχος της θερμοκρασίας στα πάνω 30 cm. Αυτή η περιοδική διαταραχή διασφαλίζει ότι η θερμοκρασία και η υγρασία διατηρούνται στο βέλτιστο επίπεδο για τη μικροβιακή δραστηριότητα. και (vi) γύρω στην 32η ημέρα-34 μετά τη ζύμωση, το υλικό μεταφέρεται σε μια εγκατάσταση αποθήκευσης έτοιμη για χρήση στην καλλιέργεια εγκαταστάσεων. Το σπιτικό υπόστρωμα εφαρμόζεται συνήθως στο 2-3 t ha 1 σε περιοχές καλλιέργειας εντός της μονάδας καλλιέργειας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μερικά χρόνια στην καλλιέργεια πριν αντικατασταθεί. Η περιεκτικότητα των υποστρωμάτων σε θρεπτικά συστατικά μπορεί να αποκατασταθεί σε επίπεδο παραγωγής με την προσθήκη θρεπτικών συστατικών που ανατίθενται σε εξωτερικούς συνεργάτες (Εικ. 4σι). Το άχυρο για το οργανικό υπόστρωμα είναι τοπικά διαθέσιμο και τα περισσότερα από τα στάδια κατασκευής χρησιμοποιούν μηχανήματα που είναι κατασκευασμένα στο σπίτι.
Ο τρόπος με τον οποίο παρέχονται τα θρεπτικά συστατικά του υποστρώματος στις καλλιέργειες ποικίλλει μεταξύ των εγκαταστάσεων των συστάδων. Οι περισσότεροι καλλιεργητές στη βορειοδυτική Κίνα χρησιμοποιούν είτε (1) σύστημα τάφρων, όπου τάφρους (συνήθως 0.4-πλάτος 0.6 μ., 0.2-Βάθος 0.3 μ., με 0.8-1.0 m μεταξύ τάφρων με βόρειο προσανατολισμό-νότια κατεύθυνση) γίνονται στο έδαφος εντός της μονάδας καλλιέργειας, ακρωτηριασμένα με σκυρόδεμα, ξύλινους λίθους ή τούβλα, γεμάτα με υπόστρωμα πριν από τη φύτευση (Εικ. 5α) και καλυμμένο με πλαστική μεμβράνη για να αναπτυχθούν τα σπορόφυτα (Εικ. 5σι). Αφού κατασκευαστούν, οι τάφροι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για συνεχή παραγωγή για περισσότερα από 20 χρόνια. ή (2) υποστρώματα ολόκληρης σακούλας, όπου το υπόστρωμα είναι τυλιγμένο σε μεμονωμένες πλαστικές σακούλες (η τυπική διάσταση μιας σακούλας είναι διαμέτρου 0.5 m και μήκους 1.0 m) σε κλειστό μικροπεριβάλλον. Τα θρεπτικά συστατικά απελευθερώνονται από τις σακούλες καθώς αναπτύσσονται τα φυτά (Εικ. 5ντο). Στο επάνω μέρος των σακουλών γίνονται τρύπες για φύτευση σπόρων (Εικ. 5δ) και στάγδην άρδευση μέσα από τις τρύπες.
Οι δύο μέθοδοι διαφέρουν ως προς τα χαρακτηριστικά τους. Η μέθοδος της τάφρου επιτρέπει στους καλλιεργητές να προσθέτουν εύκολα λίπασμα στα υποστρώματα όταν χρειάζεται. Για ορισμένες καλλιέργειες, όπως το καρπούζι, η προσθήκη ανόργανου λιπάσματος είναι απαραίτητη για να εξασφαλιστεί υψηλή παραγωγικότητα. Ορισμένες μελέτες έχουν δείξει ότι η χρήση οργανικών λιπασμάτων μαζί με ανόργανο λίπασμα μπορεί να αυξήσει την απόδοση των καλλιεργειών, αλλά αφήνει πλεονάσματα θρεπτικών ουσιών στο έδαφος και υψηλές συγκεντρώσεις νιτρικών αλάτων στο φυτικό έδαφος (Gao et al. 2012). Άλλες μελέτες έχουν δείξει ότι η προσέγγιση ολόκληρου του σάκου είναι πιο παραγωγική από το σύστημα της τάφρου (Yuan et al. 2013) επειδή οι τυλιγμένες σακούλες επιτρέπουν στο υπόστρωμα να διαχωριστεί φυσικά από το έδαφος. Έτσι, μειώνεται η πιθανότητα μόλυνσης των υποστρωμάτων με παθογόνα που μεταδίδονται στο έδαφος. Ωστόσο, οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του υποστρώματος (σε χαρακώματα ή τυλιγμένες σακούλες) μπορεί να επιδεινωθούν με κάθε καλλιεργητική περίοδο (Song et al. 2013), το οποίο μειώνει την ισχύ της παροχής θρεπτικών συστατικών (Song etal. 2013). Ως εκ τούτου, η ανανέωση του υποστρώματος είναι δικαιολογημένη.
Αυξημένη αποδοτικότητα χρήσης ενέργειας
Τα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi βασίζονται αποκλειστικά στην ηλιακή ενέργεια. Η δομή έχει σχεδιαστεί για να διατηρεί όσο το δυνατόν περισσότερη ζεστασιά χρησιμοποιώντας και αποθηκεύοντας ενέργεια από τον ήλιο. Η ημερήσια διάρκεια ηλιοφάνειας, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας και οι ετήσιες ημέρες χωρίς παγετό είναι σημαντικές για τη θέρμανση των καλλιεργητικών μονάδων. Ο ανατολικός προς κεντρικός διάδρομος Hexi, όπως η κομητεία Wuwei (37° 96» Ν, 102° 64» E), η επαρχία Gansu, είναι μια αντιπροσωπευτική περιοχή όπου συγκεντρώνονται οι ομαδοποιημένες εγκαταστάσεις Gobiland. Κατά μέσο όρο 6150 MJ m 2 Η ετήσια ηλιακή ακτινοβολία και οι 156 ημέρες χωρίς παγετό επιτρέπουν σε πολλούς τύπους κηπευτικών να ωριμάσουν με υψηλή ποιότητα. Για να βελτιωθεί η απόδοση της χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας, οι διαχειριστές της μονάδας καλλιέργειας χρησιμοποιούν διάφορα μέσα για να αυξήσουν την αποθήκευση θερμότητας και να ενισχύσουν την απελευθέρωση θερμότητας, όπως διπλά στρώματα μαύρου πλαστικού φιλμ στερεωμένα στον βόρειο τοίχο (Xu et al. 2014), χρωματικές πλάκες διατήρησης θερμότητας τοποθετημένες στην οροφή (Sun et al. 2013), ρηχά συστήματα απορρόφησης θερμότητας του εδάφους για την αύξηση της θερμοκρασίας του εσωτερικού αέρα (Xu et al. 2014), και αλεσμένο γεωύφασμα που εφαρμόζεται ως κάλυμμα εδάφους για διατήρηση της θερμότητας. Επίσης, οι ηλιακές αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας του νερού σε δεξαμενές νερού δεξαμενών θερμότητας σε ορισμένες μονάδες καλλιέργειας (Zhou et al. 2016). Πιο πρόσφατα, έχουν τοποθετηθεί πλάκες χρώματος συντηρητικού θερμότητας στην κορυφή της οροφής για την αύξηση της απορρόφησης θερμότητας (Sun et al. 2013). Σε ορισμένα από τα εξελιγμένα ηλιακά θερμοκήπια σε ομαδοποιημένες εγκαταστάσεις, χρησιμοποιούνται προηγμένες ηλιακές τεχνολογίες για τη βελτίωση της θερμικής αποθήκευσης, της παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας και της χρήσης φωτός (Cuce et al. 2016). Η χρήση της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή θερμοκηπιακών καλλιεργειών έχει σημειώσει πρόοδο σε πολλές περιοχές/χώρες (Farjana et al. 2018), συμπεριλαμβανομένων της Αυστραλίας, της Ιαπωνίας (Cossu et al. 2017), Ισραήλ (Castello et al. 2017), και τη Γερμανία (Schmidt et al. 2012), καθώς και αναπτυσσόμενες χώρες όπως το Νεπάλ (Fuller και Zahnd 2012) και την Ινδία (Tiwari et al. 2016). Στην Κίνα, η εγκατάσταση σύγχρονων ηλιακών πλαισίων είναι επί του παρόντος δαπανηρή, με εκτιμώμενη περίοδο απόσβεσης 9 ετών (Wang et al. 2017). Οραματιζόμαστε ότι καθώς το σύστημα καλλιέργειας εξελίσσεται με πιο προηγμένη ηλιακή τεχνολογία, η περίοδος απόσβεσης θα συντομεύεται.
Οι θερμοκρασίες του αέρα εντός και εκτός των εγκαταστάσεων του συμπλέγματος μπορεί να κυμαίνονται από 20 έως 35 °C τους κρύους χειμώνες στη βόρεια Κίνα. Για παράδειγμα, σε εγκαταστάσεις ηλιακής ενέργειας στο Lingyuan (41° 20» Ν, 119° 31» Ε) στην επαρχία Λιαονίνγκ, βορειοανατολική Κίνα, σε ένα ηλιακό θερμοκήπιο μήκους 12 μέτρων, ύψους 5.5 μέτρων, μήκους 65 μέτρων με συστήματα αποθήκευσης-απελευθερώσεως θερμότητας, η θερμοκρασία του αέρα κατά τη διάρκεια της νύχτας στο εσωτερικό έφτασε τους 13 °C ενώ η εξωτερική -25.8 °C, διαφορά 39 °C (Sunetal. 2013).
Η χρήση της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή τροφίμων είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της "Γκόμπι γεωργία" συστήματα στη βορειοδυτική Κίνα. Αυτό διαφέρει από τα παραδοσιακά θερμοκήπια ή θερμοκήπια που απαιτούν εξωτερικές εισροές ενέργειας για την καλλιέργεια των καλλιεργειών, οι οποίες μπορεί να είναι οικονομικά και περιβαλλοντικά δαπανηρές (Hassanien et al. 2016; Οι Canakci et al. 2013. Wang et αϊ. 2017). Για παράδειγμα, η μέση ετήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας στα συμβατικά θερμοκήπια μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 500 kW hmy (Hassanien et al. 2016), με κόστος έως και $65,000 USD150,000 ετησίως (σε μια μελέτη περίπτωσης Τουρκίας) (Canakci et al. 2013). Σε παγκόσμιο επίπεδο, η επέκταση της συμβατικής φυτικής παραγωγής με βάση το θερμοκήπιο έχει περιοριστεί λόγω της εντατικής κατανάλωσης ενέργειας και των ανησυχιών για τις εκπομπές άνθρακα.
Περιβαλλοντικά οφέλη
Η θέρμανση των γεωργικών θερμοκηπίων με ορυκτά καύσιμα, όπως άνθρακας, πετρέλαιο και φυσικό αέριο, συμβάλλει στις εκπομπές άνθρακα και στην κλιματική αλλαγή. Τα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi με ηλιακή ενέργεια παρέχουν ενισχυμένα περιβαλλοντικά οφέλη λόγω (i) μειωμένης χρήσης ενέργειας, καθώς η καλλιέργεια των καλλιεργειών βασίζεται εξ ολοκλήρου στην ηλιακή ενέργεια, σε αντίθεση με τα συμβατικά θερμοκήπια όπου η ενέργεια παρέχεται μέσω ηλεκτρικής ενέργειας ή φυσικού αερίου που παράγει μεγάλες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου. (ii) βελτιωμένη εξοικονόμηση νερού, καθώς η καλλιέργεια των καλλιεργειών γίνεται κάτω από στέγη καλυμμένη με πλαστικό με χαμηλή εξάτμιση του εδάφους και υψηλή αναλογία διαπνοής: εξάτμιση. Η άρδευση παρακολουθείται και ελέγχεται από έναν κεντρικό υπολογιστή που επιτρέπει το ακριβές πότισμα με ελάχιστη απώλεια νερού. (iii) Μειωμένες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου για ολόκληρο το σύστημα (Chai et al. 2012) ή το αποτύπωμα ανά μονάδα βάρους του φρέσκου λαχανικού με βάση την αξιολόγηση του κύκλου ζωής (Chai et al. 2014a). Οι καλλιέργειες που καλλιεργούνται σε εγκαταστάσεις συστάδων έχουν σημαντικά υψηλότερες αποδόσεις ανά μονάδα εισροής (όπως λίπασμα, έκταση χρήσης γης) με περισσότερο ατμοσφαιρικό CO2 μετατρέπεται σε φυτική βιομάζα μέσω ενισχυμένης φωτοσύνθεσης από τα συστήματα καλλιέργειας ανοιχτού αγρού (Chang et al. 2013) και (iv) η χρήση υποστρωμάτων κομποστοποίησης μπορεί να αυξήσει τον άνθρακα του εδάφους με την πάροδο του χρόνου (Jaiarree et al. 2014; Οι Chai et al. 2014a).
Ορισμένες περιπτωσιολογικές μελέτες έχουν εκτιμήσει το καθαρό CO2 στερέωση από φυτά σε συστήματα καλλιέργειας πλαστικών ηλιακής ενέργειας οκτώ φορές υψηλότερη από ό,τι στα παραδοσιακά συστήματα ανοιχτού αγρού (Wang et al. 2011). Περισσότερα CO2 Η στερέωση σε καλλιεργητικές μονάδες σημαίνει λιγότερο CO2 εκπομπές στην ατμόσφαιρα (Wu et al. 2015). Το μέγεθος της επίδρασης ποικίλλει ανάλογα με τη γεωγραφική θέση και τη δομή των καλλιεργητικών μονάδων (Chai et al. 2014c). Μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι η καλλιέργεια εγκαταστάσεων επιτρέπει στα φυτά να δεσμεύουν περισσότερο CO2 από την ατμόσφαιρα ενώ εκπέμπουν λιγότερα αέρια θερμοκηπίου ανά κιλό προϊόντος (Chang et al. 2011). Δεν παρέχεται επιπλέον θέρμανση στις μονάδες καλλιέργειας, ακόμη και κατά τη διάρκεια του χειμώνα, εξοικονομώντας περίπου 750 Mg εκτάρια-1 ενέργειας σε σύγκριση με τη συμβατική παραγωγή θερμοκηπίου που θερμαίνεται με άνθρακα (Gao et al. 2010). Η καλλιέργεια Gobiland είναι ένα έξυπνο σύστημα άνθρακα για τον μετριασμό των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Ωστόσο, οι εκτιμήσεις του κύκλου ζωής για την καλλιέργεια εγκαταστάσεων λείπουν στη βιβλιογραφία και απαιτείται περισσότερη έρευνα σε βάθος για την αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων αυτών των καλλιεργητικών συστημάτων.
Οικολογικά οφέλη
Η βορειοδυτική Κίνα είναι πλούσια σε ηλιακό φως και πηγές θερμότητας με ετήσια ηλιοφάνεια που κυμαίνεται από 2800 έως 3300 ώρες. Η ανάπτυξη ομαδοποιημένων συστημάτων καλλιέργειας γης με ηλιακή ενέργεια Gobi μπορεί να μετατρέψει τους πόρους φωτός και θερμότητας σε παραγωγή τροφίμων και να προσφέρει σημαντικά οικολογικά οφέλη, μερικά από τα οποία επισημαίνονται παρακάτω.
Πρώτον, η γη Gobi χρησιμοποιείται για την παραγωγή ποιοτικών καλλιεργειών για επισιτιστική ασφάλεια. Στην Κίνα, η μέση καλλιεργήσιμη γη ανά 100 κάτοικο είναι 8 εκτάρια (FAOSTAT 2014), σημαντικά λιγότερα από τα 52 εκτάρια στις ΗΠΑ, 125 εκτάρια στον Καναδά και 214 εκτάρια στην Αυστραλία. Οι καλλιεργήσιμοι πόροι στην Κίνα μειώνονται ραγδαία λόγω της ταχείας αστικοποίησης. Αντιμέτωπη με περιορισμένη κατά κεφαλήν αρόσιμη γη, σε συνδυασμό με καλλιεργήσιμες εκτάσεις που χρησιμοποιούνται για αστικές κατασκευές, η Κίνα έκανε το σημαντικό βήμα εξερεύνησης της άφθονης γης Gobi για καλλιέργειες (Jiang et al. 2014). Η παραδοσιακή γεωργία δεν είναι δυνατή στην ερημική, μη παραγωγική γη Gobi (Εικ. 6ένα). Η κατασκευή ομαδοποιημένων καλλιεργητικών εγκαταστάσεων στη γη Gobi προσφέρει μοναδικά χαρακτηριστικά για την άμβλυνση των συγκρούσεων γης μεταξύ της γεωργίας και άλλων οικονομικών τομέων (Εικ. 6β) και βοηθώντας στην εξασφάλιση του εφοδιασμού με τρόφιμα για την πολυκατοικημένη χώρα.
Δεύτερον, το σύστημα παραγωγής χρησιμοποιεί ως επί το πλείστον τοπικούς διαθέσιμους πόρους. Κάθε μονάδα καλλιέργειας στο σύστημα κατασκευάζεται και υποστηρίζεται από πλαίσια κατασκευασμένα από ξύλο, μπαμπού ή ράβδους από χάλυβα. Κατά τους κρύους χειμώνες, τοπικά κατασκευασμένα ψάθες ή θερμικές κουβέρτες ρούχων απλώνονται στην κεκλιμένη οροφή για πρόσθετη μόνωση. Οι βόρειοι τοίχοι των καλλιεργητικών μονάδων είναι επίσης κτισμένοι χρησιμοποιώντας τοπικά διαθέσιμα υλικά, όπως μπλοκ με ατσάλι και γεμισμένους με άχυρο (Εικ. 7α), σάκοι άμμου (Εικ. 7β), μια πέτρα-μίγμα τσιμέντου (Εικ. 7γ), ή κοινά τούβλα (Εικ. 7ρε).
Τα τοπικά διαθέσιμα υλικά παρέχουν σημαντικά οικολογικά και οικονομικά οφέλη επειδή μπορούν να ληφθούν φθηνά ή να συλλεχθούν δωρεάν (π.χ. πέτρες και βράχοι σε κοντινές περιοχές της ερήμου), με ελάχιστες απαιτήσεις μεταφοράς. Επίσης, ο εξοπλισμός για τη μεταφορά υλικών, την κατασκευή υποστρωμάτων και την καλλιέργεια καλλιεργειών έχει γίνει σταδιακά διαθέσιμος για καλλιέργεια σε εγκαταστάσεις συμπλέγματος. Αυτό βοηθά στην επίλυση της έλλειψης αγροτικού εργατικού δυναμικού σε ορισμένες αγροτικές περιοχές στην Κίνα.
Τρίτον, αυτό το σύστημα καλλιέργειας παρέχει ευκαιρίες για την ενίσχυση της περιφερειακής οικολογίας. Σε μεγάλο μέρος της βορειοδυτικής Κίνας, η γη Gobi δεν έχει βλάστηση (Εικ. 6α) με αποτέλεσμα εύθραυστα οικολογικά περιβάλλοντα. Η αιολική διάβρωση είναι συχνή και γίνεται πιο σοβαρή με την κλιματική αλλαγή. Συχνές καταιγίδες σκόνης προέρχονται από τα βορειοδυτικά και συχνά επεκτείνονται σε άλλες ασιατικές περιοχές. Η ανάπτυξη συστημάτων καλλιέργειας εγκαταστάσεων ομαδοποιημένης ηλιακής ενέργειας όχι μόνο έχει τη δυνατότητα να ανταποκριθεί ταυτόχρονα στη μείωση της διαθεσιμότητας κατάλληλης γης στην Κίνα, αλλά παίζει ρόλο στην ανακούφιση της ευθραυστότητας των οικοσυστημάτων στην έρημο σε ξηρά περιβάλλοντα στη βορειοδυτική Κίνα (Gao et al. 2010. Wang et αϊ. 2017). Η μετατροπή της εγκαταλελειμμένης γης Gobi σε γεωργική γη μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία ενός νέου οικολογικού συστήματος, το οποίο θα αλλάξει την πρωτόγονη φυσική εμφάνιση και θα ομορφύνει το οικολογικό περιβάλλον.
Επιπτώσεις στη σταθερότητα των αγροτικών κοινοτήτων
Η κοινωνικοοικονομική ανάπτυξη στη βορειοδυτική Κίνα έχει μείνει πίσω από τις κεντρικές και ανατολικές περιοχές, με πολλές κοινοτικές περιοχές κάτω από το εθνικό επίπεδο φτώχειας. Η εξερεύνηση τεράστιων περιοχών της γης Gobi για παραγωγή φρούτων και λαχανικών ανοίγει μια πόρτα σε αυτήν την περιοχή για να επιταχύνει την κοινωνικοοικονομική ανάπτυξη. Μετατρέπει το μειονέκτημα της ερημοποίησης του Γκόμπι σε ξεχωριστά περιφερειακά οικονομικά πλεονεκτήματα, όχι μόνο προάγοντας τη γεωργική βιομηχανία αλλά οδηγώντας άλλες βιομηχανίες, γεγονός που βοηθά στη σταθεροποίηση των αγροτικών κοινοτήτων. Αυτό το γεωργικό σύστημα χαμηλού κόστους γίνεται σημαντικό ορόσημο για τη συγκέντρωση των αγροτικών κοινοτήτων.
Το σύστημα καλλιέργειας Gobi-land διεγείρει την παραγωγή τροφίμων και αυξάνει το εισόδημα των νοικοκυριών. Σε περιοχές με υψηλότερες θερμοκρασίες -28 °C το χειμώνα, τα θερμοκήπια που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιούν πλήρως την ηλιακή ενέργεια και τη μη καλλιεργήσιμη γη για την παραγωγή φρούτων και λαχανικών καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Οι καλλιέργειες σε ομαδοποιημένες καλλιεργητικές μονάδες αποδίδουν σημαντικά περισσότερα από την παραγωγή ανοιχτού αγρού με υψηλότερη αναλογία εισροών προς εκροές. Αναλύσαμε την οικονομική απόδοση σε 14 μελέτες με 120 μονάδες καλλιέργειας εγκαταστάσεων ηλιακής ενέργειας (Xie et al. 2017) για να βρείτε ένα μέσο ακαθάριστο εισόδημα $56,650 εκτάρια USD 1 y 1, όντας 10-30 φορές υψηλότερο από αυτό της παραγωγής σε ανοιχτό πεδίο στον ίδιο γεωλογικό χώρο. Ως αποτέλεσμα, το καθαρό κέρδος από την καλλιέργεια κηπευτικών εγκαταστάσεων ήταν 10-15 φορές μεγαλύτερη από την παραγωγή λαχανικών σε ανοιχτό χωράφι και 70-125 φορές μεγαλύτερη από τον αραβόσιτο σε ανοιχτό χωράφι (Η Ζέα μπορεί) ή σιτάρι (Triticum aestivum) παραγωγή.
Η δημιουργία αυτών των νέων συστημάτων καλλιέργειας δημιουργεί ευκαιρίες απασχόλησης στην ύπαιθρο. Η καλλιέργεια εγκαταστάσεων μετατρέπει τη χειμερινή διακοπή σε μια πολυάσχολη, παραγωγική περίοδο, η οποία δημιουργεί ευκαιρίες απασχόλησης στην ύπαιθρο, ιδιαίτερα το χειμώνα όταν οι αγροτικές οικογένειες είναι συχνά "μόνος στο σπίτι" χωρίς απασχόληση. Η παραγωγή και η εμπορία φρούτων και λαχανικών απαιτούν ένταση εργασίας. Πολλοί αγροτικοί εργάτες μπορούν να διατεθούν για την καλλιέργεια εγκαταστάσεων (Εικ. 8α), ενώ άλλα μπορούν να διατεθούν για τη μεταφορά και την εμπορία προϊόντων σε τοπικές ή κοντινές κοινότητες (Εικ. 8σι). Το πιο σημαντικό, η επεξεργασία, η αποθήκευση, η συντήρηση και η πώληση νωπών προϊόντων παρέχουν ευκαιρίες απασχόλησης που κάποτε απουσίαζαν, οι οποίες βοηθούν στη δημιουργία μιας κοινωνικά αρμονικής κοινότητας (Εικ. 8γ) και συσπειρώνουν το πνεύμα της αγροτικής κοινότητας.
Δεν υπάρχουν δημοσιευμένες αναφορές για το πώς το σύστημα ομαδοποιημένης καλλιέργειας μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη της αγροτικής κοινότητας. Προτείνουμε αυτά τα συστήματα να βοηθήσουν τη βιωσιμότητα και τη σταθερότητα των αγροτικών κοινοτήτων. Η δημιουργία συστημάτων καλλιέργειας γης Gobi επιτρέπει στη γεωργία στη βορειοδυτική Κίνα να επεκταθεί πέρα από τα όρια της πρωτογενούς παραγωγής. Κατά συνέπεια, η βιωσιμότητα της κοινότητας και η μακροπρόθεσμη σταθερότητα ενισχύονται επειδή (i) αναπτύσσονται συνεχώς νέες τεχνολογίες για τη βελτίωση της καλλιέργειας γης Gobi, όπως η καλλιέργεια καλλιεργειών, η ανάπτυξη υποστρωμάτων και τα μέτρα ελέγχου παρασίτων, τα οποία γίνονται σημαντικό μέσο για την ανάπτυξη των αγροτικών κοινοτήτων βιώσιμο τρόπο· (ii) η καλλιέργεια εγκαταστάσεων παρέχει παροχή φρέσκων φρούτων και λαχανικών καθ' όλη τη διάρκεια του έτους στην κοινότητα, ικανοποιώντας τις αυξημένες απαιτήσεις των πολιτών της μεσαίας τάξης για περισσότερα θρεπτικά και υγιεινά τρόφιμα· και (iii) η καθιέρωση του νέου συστήματος καλλιέργειας συμβάλλει στην ενίσχυση της εσωτερικής συνοχής των εθνοτικών μειονοτικών ομάδων, καθώς οι πολίτες των εθνοτικών μειονοτικών ομάδων απαιτούν ποικίλα τρόφιμα με μοναδικά χαρακτηριστικά, τα οποία ικανοποιούνται από τα φρέσκα προϊόντα των συστημάτων καλλιέργειας όλο το χρόνο.
Σημαντικές προκλήσεις
Τα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi εξελίσσονται ταχέως στην Κίνα τα τελευταία χρόνια με τη δυνατότητα να επεκτείνουν τις περιοχές των εγκαταστάσεων και τα επίπεδα παραγωγής (Jiang et al. 2015). Ωστόσο, ορισμένοι περιορισμοί και προκλήσεις πρέπει να αντιμετωπιστούν.
Περιορισμοί υδάτινων πόρων
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για τη γεωργία στη βορειοδυτική Κίνα είναι η έλλειψη νερού. Η ετήσια διαθεσιμότητα γλυκού νερού είναι χαμηλή στα < 760 m3 κατά κεφαλήν y 1 (Chai et al. 2014b). Στον διάδρομο Hexi της επαρχίας Gansu, η ετήσια βροχόπτωση είναι < 160 mm ενώ η ετήσια εξάτμιση > 1500 mm (Deng et al. 2006). Πολλές κάποτε παραγωγικές καλλιέργειες κατά μήκος του Δρόμου του Μεταξιού υπήρξαν "σταμάτησε" τα τελευταία χρόνια λόγω έλλειψης νερού. Οι περισσότερες καλλιέργειες ανοιχτού αγρού χρησιμοποιούν παραδοσιακές καλλιέργειες "πλημμύρα" άρδευση που ξεπερνά τα 10,000 μ3 ha-1 ανά καλλιεργητική περίοδο (Chai et al. 2016). Η υπερεκμετάλλευση των υδάτινων πόρων είναι πιθανό να επιδεινώσει περαιτέρω το οικολογικό περιβάλλον και να εξαντλήσει τους μη ανανεώσιμους πόρους των υπόγειων υδάτων (Martinez-Fernandez και Esteve 2005). Η παραγωγή λαχανικών χρειάζεται μεγάλες ποσότητες νερού για μεγάλη περίοδο ανάπτυξης και η βροχόπτωση δεν μπορεί να καλύψει τις ανάγκες για βέλτιστη ανάπτυξη των φυτών. Στον διάδρομο Hexi της επαρχίας Gansu, όπου τα ομαδοποιημένα συστήματα καλλιέργειας εγκαταστάσεων έχουν αυξηθεί γρήγορα τα τελευταία χρόνια, η κύρια πηγή νερού για όλους τους τομείς προέρχεται από τη συσσώρευση χιονιού στο όρος Qilian το χειμώνα, με το καλοκαιρινό λιώσιμο χιονιού να τροφοδοτεί τα ποτάμια και τα υπόγεια ύδατα στο τις κοιλάδες (Chai et al. 2014b). Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, το μετρήσιμο επίπεδο χιονιού στο όρος Qilian έχει αυξηθεί με ρυθμό 0.2 έως 1.0 m ετησίως (Τσε και Λι 2005), ενώ ο υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας στις κοιλάδες (που τροφοδοτείται από το νερό από τα βουνά) έχει πέσει επίμονα και η διαθεσιμότητα των υπόγειων υδάτων έχει μειωθεί σημαντικά (Zhang 2007). Κατά συνέπεια, κάποιες φυσικές οάσεις κατά μήκος του παλιού Δρόμου του Μεταξιού εξαφανίζονται σταδιακά. Ορισμένες εκσκαφές κελαριών νερού έχουν χρησιμοποιηθεί για εξοικονόμηση βροχοπτώσεων για παροχή συμπληρωματικού νερού, αλλά η αποτελεσματικότητα είναι γενικά χαμηλή. Ο τρόπος εξοικονόμησης νερού ή η ενίσχυση της WUE στη φυτική παραγωγή είναι ζωτικής σημασίας για τη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα των συστημάτων καλλιέργειας γης Gobi.
Εύθραυστα οικολογικά περιβάλλοντα
Στη βορειοδυτική Κίνα, η προικοδότηση γης είναι φτωχή. Τα βουνά και οι κοιλάδες, μαζί με τις οάσεις και τη γη Gobi, δημιουργούν ένα περίπλοκο οικολογικό περιβάλλον. Η συχνή ξηρασία και οι καταιγίδες σκόνης επιδεινώνουν το οικολογικό περιβάλλον. Περίπου το 88% της συνολικής έκτασης του διαδρόμου Gansu Hexi έχει υποστεί ερημοποίηση και η γραμμή ερημοποίησης κινείται προς τα νότια προς τις γεωργικές εκτάσεις. Οι φυσικές συνθήκες στη βορειοδυτική περιοχή της Κίνας έχουν περιγραφεί ως "άνεμος που φυσάει πέτρες παντού με χόρτα που δεν φυτρώνουν πουθενά," μια απεικόνιση του εύθραυστου οικολογικού περιβάλλοντος. Η βαριά χρήση φυτοφαρμάκων στην καλλιέργεια εγκαταστάσεων αποτελεί δυνητικό περιβαλλοντικό κίνδυνο και κίνδυνο για την υγεία των εργαζομένων. Η έλλειψη κατάλληλων επεξεργασιών για τα ανακυκλωμένα οργανικά υποστρώματα μπορεί να μολύνει τις πηγές υπόγειων υδάτων, προκαλώντας ανησυχίες για το ευρύ κοινό.
Περιορισμοί πόρων εργασίας
Η προσφορά εργασίας στη γεωργία είναι γενικά χαμηλή και ανεπαρκής, καθώς όλο και περισσότεροι νέοι εργαζόμενοι μετακινούνται στις πόλεις για να βγάλουν τα προς το ζην, οδηγώντας σε έλλειψη πόρων γεωργικής εργασίας στις αγροτικές περιοχές. Οι τρέχουσες κυβερνητικές πολιτικές για την παροχή κινήτρων για την προθυμία των αγροτών να καλλιεργήσουν καλλιεργήσιμες εκτάσεις δεν είναι ευνοϊκές για την ανάπτυξη της αγροτικής κοινότητας, γεγονός που επιδεινώνει την έλλειψη αγροτικού εργατικού δυναμικού. Επίσης, το οικογενειακό αγρόκτημα ως ανεξάρτητη γεωργική μονάδα παραμένει ο κύριος τρόπος διαχείρισης του αγροκτήματος και οι τρέχουσες κυβερνητικές πολιτικές για την ιδιοκτησία γης ενδέχεται να απαγορεύσουν στους αγρότες να αγοράζουν και να πουλούν γη, γεγονός που θα μπορούσε να περιορίσει την εκτεταμένη ανάπτυξη συστημάτων καλλιέργειας εγκαταστάσεων. Επιπλέον, τα επίπεδα εκπαίδευσης στα βορειοδυτικά είναι γενικά χαμηλότερα από τις κεντρικές και ανατολικές περιοχές. Η Κεντρική Κυβέρνηση έχει εφαρμόσει πολιτικές υποχρεωτικής εκπαίδευσης για ολόκληρη τη χώρα, αλλά πολλοί άνθρωποι στα βορειοδυτικά δεν μπορούν να ολοκληρώσουν 9ετή εκπαίδευση. Όλα τα παραπάνω ενδέχεται να δημιουργήσουν ένα δυσμενές περιβάλλον για την προσφορά εργατικού δυναμικού της υπαίθρου, το οποίο θα μπορούσε να εμποδίσει την εκτεταμένη ανάπτυξη των συστημάτων εγκαταστάσεων γης Gobi.
Οικονομική βιωσιμότητα
Με τη βελτίωση του βιοτικού επιπέδου, οι καταναλωτές απαιτούν μια σειρά από φρέσκα προϊόντα υψηλής ποιότητας και θρεπτικής αξίας. Υπάρχει ένας μεγάλος μειονοτικός πληθυσμός (κυρίως με ταυτότητες Hui και Dongxiang) στα βορειοδυτικά με μια κυρίαρχη διατροφική συνήθεια των λαχανικών, η οποία απαιτεί διάφορα προϊόντα για την κάλυψη των αναγκών τους. Αυτό δημιουργεί ευκαιρίες για νέες αγορές με νέα προϊόντα. Ωστόσο, η αγορά φρέσκων προϊόντων που παρέχονται από τα συστήματα καλλιέργειας γης Gobi θα μπορούσε εύκολα να κορεστεί επειδή ο πληθυσμός των έξι βορειοδυτικών επαρχιών αντιπροσωπεύει μόνο το 6.6% της χώρας»s σύνολο, με εξαιρετικά χαμηλό διαθέσιμο κατά κεφαλήν εισόδημα. Το 2012, το κατά κεφαλήν ΑΕΠ στις έξι βορειοδυτικές επαρχίες ήταν κατά μέσο όρο 26,733 γιουάν (που ισοδυναμεί με 4100 δολάρια ΗΠΑ), το οποίο ήταν 31% χαμηλότερο από τη χώρα»s μέσος όρος. Το χαμηλό εισόδημα με λίγους καταναλωτές μπορεί να περιορίσει την ανάπτυξη νέων αγορών σε τοπικές περιοχές και να εγκυμονεί σημαντικούς κινδύνους για την οικονομική βιωσιμότητα μακροπρόθεσμα. Απαιτούνται μελέτες για να διερευνηθεί πόσο βιώσιμο θα μπορούσε να είναι αυτό το σύστημα και τι μπορεί να γίνει για να διασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη οικονομική βιωσιμότητά του. Αντιλαμβανόμαστε ότι υπάρχει τεράστιο δυναμικό για την εμπορία φρέσκων προϊόντων στις πολυκατοικημένες κεντρικές και ανατολικές περιοχές της χώρας. Προτείνουμε οι προτεραιότητες για την επέκταση της αγοράς να επικεντρωθούν στα εξής: (i) καθιέρωση των λεγόμενων "δράκος-αλυσίδα" logistics μάρκετινγκ που συνδέει "καλλιέργεια-χονδρέμποροι-μεταπωλητές λιανικής-καταναλωτές" σε μια αλυσίδα αξίας? (ii) βελτίωση των συστημάτων μεταφοράς μεταξύ των περιφερειών ειδικά για τη διακίνηση γεωργικών προϊόντων· και (iii) ανάπτυξη μηχανισμών για ποιοτικό έλεγχο, ασφάλιση ασφάλειας και δίκαιη τιμολόγηση.
Ποιότητα προϊόντων και υγεία
Οι συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων είναι υψηλότερες σε ορισμένα εδάφη εγκαταστάσεων από ό,τι σε ανοιχτά πεδία. Τα προϊόντα που καλλιεργούνται στις εγκαταστάσεις περιέχουν μερικές φορές υψηλότερα πηλίκα επικινδυνότητας βαρέων μετάλλων από τα λαχανικά ανοιχτού αγρού (Chen et al. 2016), εν μέρει επειδή τα ανθρώπινα απόβλητα και άλλα απόβλητα υλικά ενσωματώνονται στα υποστρώματα. Σε ορισμένες εγκαταστάσεις, υπερβολικά συνθετικά λιπάσματα έως και 670 kg N ha 1, μαζί με 1230 kg N ha 1 από οργανικά υλικά όπως κοπριά, χρησιμοποιούνται ετησίως για την παραγωγή λαχανικών (Gao et al. 2012). Επιπλέον, η πλαστική μεμβράνη που χρησιμοποιείται για την οροφή και την κάλυψη εδάφους στις μονάδες καλλιέργειας συνδέεται συχνά με εστέρες φθαλικών οξέων που προστίθενται κατά την κατασκευή πλαστικών φιλμ. Μπορεί να υπάρχουν μακροπρόθεσμοι κίνδυνοι για την υγεία των καλλιεργητών που εκτίθενται στον ρύπο (Ma et al. 2015. Wang et αϊ. 2015. Zhang et αϊ. 2015). Τα επίπεδα των φθαλικών ενώσεων στα κινεζικά εδάφη είναι γενικά στο υψηλότερο άκρο του παγκόσμιου εύρους (Lu et al. 2018), και οι καλλιέργειες σε πολύ πλαστικοποιημένες εγκαταστάσεις μπορεί να περιέχουν υψηλά επίπεδα φθαλικών ενώσεων (Chen et al. 2016; Οι Ma et al. 2015. Zhang et αϊ. 2015). Η έκθεση των εργαζομένων σε φθαλικές ενώσεις μπορεί να εγκυμονεί κινδύνους για την υγεία (Lu et al. 2018). Απαιτείται έρευνα για την ανάπτυξη αποτελεσματικών προσεγγίσεων για την ελαχιστοποίηση των συγκεντρώσεων φθαλικών αλάτων στα προϊόντα. Ο κίνδυνος ιχνοποσοτήτων φθαλικών ενώσεων για την ανθρώπινη υγεία μπορεί να είναι καθόλου ή μικρός, αλλά πρέπει να επιβεβαιωθεί. Τα επίπεδα κατωφλίου των συγκεντρώσεων βαρέων μετάλλων πρέπει να προσδιορίζονται στα τελικά προϊόντα. Ίσως χρειαστεί να αναπτυχθούν ορισμένες εξελιγμένες μέθοδοι βιοαποκατάστασης για την αποκατάσταση του εδάφους υψηλής ρύπανσης από μέταλλα, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η επίδραση της πιθανής συγκέντρωσης βαρέων μετάλλων.
Καθορισμός πολιτικών για βιώσιμη ανάπτυξη στα συστήματα γης Gobi
Τα ομαδοποιημένα συστήματα καλλιέργειας εγκαταστάσεων έχουν αναπτυχθεί με ταχείς ρυθμούς στη βορειοδυτική Κίνα. Τον Ιούνιο του 2017, περίπου 3000 εκτάρια γης Gobi ήταν υπό καλλιέργεια εγκαταστάσεων μόνο στην επαρχία Gansu. Αυτή η περιοχή έχει γεωγραφικά πλεονεκτήματα για τα λαχανικά παραγωγή, συμπεριλαμβανομένων των μεγάλων ωρών ηλιοφάνειας, των μεγάλων διαφορών θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας και καθαρού ουρανού με μικρή/καμία ατμοσφαιρική ρύπανση. Τα συστήματα καλλιέργειας εγκαταστάσεων θεωρούνται α "Θαύμα της γης Γκόμπι" για την Κίνα»της κοινωνικοοικονομικής ανάπτυξης. Συνιστούμε τις ακόλουθες προτεραιότητες καθορισμού πολιτικής για να διασφαλίσουμε την υγιή ανάπτυξη του συστήματος με μακροπρόθεσμη σταθερότητα.
Ισορροπία μεταξύ εξερεύνησης και προστασίας
Προτείνουμε να αναπτυχθούν πολιτικές που εστιάζουν σε "προστασία του οικολογικού περιβάλλοντος κατά την εξερεύνηση της νέας γης," που σημαίνει ότι η ανάπτυξη συστημάτων καλλιέργειας γης Gobi δεν θα πρέπει να έχει αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Η πολιτική θα πρέπει να περιγράφει λεπτομερώς τον τρόπο ενίσχυσης της παραγωγικότητας του συστήματος με ταυτόχρονη προώθηση της οικολογικής βιωσιμότητας. Περιβαλλοντικές πιστώσεις, "πράσινη ασφάλιση," και "πράσινες αγορές" πρέπει να ληφθούν υπόψη και να συμπεριληφθούν στην αξιολόγηση της βιωσιμότητας του συστήματος. Απαιτούνται επίσης πολιτικές για τη χρήση χημικών λιπασμάτων, βαρέων μετάλλων και επιβλαβών ουσιών, φυτοφαρμάκων με υψηλή περιεκτικότητα σε υπολείμματα και ανακύκλωσης πλαστικών ταινιών, μεταξύ άλλων. Θα πρέπει να θεσπιστούν ορισμένες συγκεκριμένες πολιτικές που θα στοχεύουν σε βασικά τοπικά ζητήματα. Για παράδειγμα, θα πρέπει να κατασκευαστούν εγκαταστάσεις αποθήκευσης νερού παράλληλα με μονάδες καλλιέργειας εγκαταστάσεων στο δυτικό άκρο του Διαδρόμου Hexi, όπου η τρέχουσα διαθέσιμη μεταφορά νερού σε ανοιχτό κανάλι για την άρδευση των καλλιεργητικών μονάδων εγκυμονεί σημαντικούς κινδύνους απώλειας νερού κατά τη μεταφορά και την άρδευση.
Ανάπτυξη συστηματικών μέτρων για τη χρήση του νερού και την εξοικονόμηση νερού
Για την πλήρη χρήση της άφθονης γης Gobi στη βορειοδυτική Κίνα, θα πρέπει να εφαρμοστεί μια αυστηρή και ρεαλιστική πολιτική χρήσης του νερού. Οι βραχυπρόθεσμες προτεραιότητες περιλαμβάνουν: (i) νόμους για την προστασία των υδάτινων πόρων για "μέτρηση νερού,""έλεγχος γεώτρησης νερού," και "ρυάκια και πηγές αρχή" με λεπτομερείς κανονισμούς για τα δικαιώματα νερού, τις ποσοστώσεις, τις χρεώσεις και τον ποιοτικό έλεγχο· (ii) κατασκευή εγκαταστάσεων συλλογής και αποθήκευσης νερού βρόχινου νερού με χρήση τεχνολογίας αποθήκευσης κελαριών λεκάνης απορροής, βελτιστοποιημένη χρήση των επιφανειακών υδάτινων πόρων, προγραμματισμένη εξερεύνηση υπόγειων υδάτων και εφαρμογή συστήματος αδειών λήψης νερού. (iii) ενίσχυση των αρμοδιοτήτων των διοικητικών υπηρεσιών σε όλα τα επίπεδα για τον έλεγχο της κατανομής του νερού, την εξάλειψη της σπατάλης νερού και την προώθηση της ορθολογικής χρήσης των υδάτινων πόρων· (iv) ανάπτυξη γεωργικών συστημάτων εξοικονόμησης νερού, συμπεριλαμβανομένης της μετάβασης από την πλημμυρική ή αυλακωτή άρδευση στην υπόγεια στάγδην άρδευση, τη χρήση επιστρώσεων για τη μείωση της εξάτμισης και τη βελτίωση των συστημάτων αρδευτικών καναλιών στον αγρό. και (v) μακροπρόθεσμα, προώθηση της αναπαραγωγής για ποικιλίες ανθεκτικές στην ξηρασία, μεταρρύθμιση των γεωργικών συστημάτων και βελτίωση της υποδομής για την κατασκευή εγκαταστάσεων.
Ενίσχυση της καινοτομίας αγρο-τεχνολογίας
Η τεχνολογία διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στη βιώσιμη ανάπτυξη των συστημάτων καλλιέργειας γης Gobi. ως εκ τούτου, μια τεχνολογική πολιτική θα πρέπει να καλύπτει: (i) κατασκευή περιφερειακών κέντρων καινοτομίας και σταθμών δοκιμών, δημιουργία "στόχευση χρηματοδότησης" ειδικά για συστήματα καλλιέργειας γης Gobi για την αντιμετώπιση επειγόντων ζητημάτων και αυξημένες επενδύσεις σε πλατφόρμες έρευνας/επίδειξης και τεχνολογίας· (ii) ανάπτυξη συστημάτων επέκτασης τεχνολογίας - όπου οι κυβερνητικές πολιτικές προωθούν ερευνητικά ιδρύματα σε όλα τα επίπεδα για να πραγματοποιήσουν εκλαΐκευση της τεχνολογίας - και δημιουργία τοπικών γραφείων τεχνολογίας για την παροχή τεχνικών υπηρεσιών σε αγροτικές περιοχές. (iii) υιοθέτηση μέτρων για την προσέλκυση και διατήρηση εργαζομένων για εργασία στην υπανάπτυκτη βορειοδυτική περιοχή· (iv) αύξηση των επιπέδων εκπαίδευσης των αγροτών πέραν των υποχρεωτικών 9 ετών, προώθηση του τεχνολογικού αλφαβητισμού στον αγροτικό πληθυσμό μέσω της κατάρτισης σε επαγγελματικές δεξιότητες και καλλιέργεια μιας νέας γενιάς αγροτών για την εφαρμογή καινοτόμων γεωργικών τεχνολογιών. και (v) ανάπτυξη ειδικών προγραμμάτων κατάρτισης από πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα για το προσωπικό γεωργικής τεχνολογίας για την προώθηση προηγμένων τεχνολογιών.
Ρυθμίστε την τροφική αλυσίδα
Η ποσότητα των φρέσκων φρούτων και λαχανικών που παράγονται σε ομαδοποιημένες εγκαταστάσεις είναι συνήθως μεγαλύτερη από αυτή που χρειάζονται οι τοπικές και οι κοντινές αγροτικές και αστικές κοινότητες. Η έγκαιρη μεταφορά νωπών προϊόντων σε άλλες εγχώριες και υπερπόντιες αγορές θα εξασφαλίσει την ισορροπία της παραγωγής και της εμπορίας. Απαιτούνται πολιτικές για τη διευκόλυνση των μηχανισμών μάρκετινγκ και της εφοδιαστικής. Οι ποικιλίες θα πρέπει να εκτρέφονται για να καλύπτουν τις ανάγκες ενός ευρέος φάσματος αγορών που καλύπτουν μια ποικιλία προϊόντων και γεύσεων που ταιριάζουν σε διαφορετικές εθνοτικές και θρησκευτικές ομάδες. Η πολιτική θα πρέπει να υποστηρίζει τις αγορές χονδρικής, τα σημεία λιανικής πώλησης, τα logistics ψυχρής αλυσίδας και τα συστήματα παρακολούθησης πληροφοριών. Μπορεί να χρειαστεί μια πολιτική για τα συστήματα μεταφορών, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής σιδηροδρομικών γραμμών που οδηγούν στην κεντρική και ανατολική Κίνα, καθώς και πρόσβαση σε χερσαία κανάλια στη Ρωσία, την Εξωτερική Μογγολία, τη Δυτική Ασία και την Ευρώπη.
Καλλιεργήστε επαγγελματίες αγρότες
Οι αγρότες είναι οι κύριοι παράγοντες στην αγροτική κοινωνικοοικονομική ανάπτυξη, αλλά πολλοί νέοι αγρότες έχουν μετακομίσει σε πόλεις για άλλο εισόδημα, αφήνοντας τις καλλιέργειες γυμνές για χρόνια με μικρή ή καθόλου παραγωγικότητα σε ορισμένες περιοχές (Seeberg και Luo 2018; Εσείς 2018). Απαιτείται μια πολιτική που να υποστηρίζει την αύξηση του αγροτικού εισοδήματος από την παραγωγή τροφίμων για να ενθαρρύνει τους νέους αγρότες να παραμείνουν στις εκμεταλλεύσεις, κάτι που θα βελτιώσει τελικά την κοινωνικοοικονομική σταθερότητα των αγροτικών κοινοτήτων. Ένα βασικό σημείο της πολιτικής θα πρέπει να καλλιεργήσει μια νέα φυλή αγροτών με βελτιωμένα προσόντα και δεξιότητες διαχείρισης, βοηθώντας το δυναμικό να μετακινηθεί από τις παραδοσιακές, αυτάρκεις, μικρότερης κλίμακας οικογενειακές φάρμες σε μεγαλύτερες αγροτικές επιχειρήσεις - μια προσέγγιση για την ανάπτυξη της σύγχρονης γεωργίας στην Κίνα. Η τρέχουσα πολιτική γης μπορεί να χρειαστεί να ανανεωθεί, επιτρέποντας στους ειδικευμένους, επαγγελματίες αγρότες να επεκτείνουν τις εκμεταλλεύσεις τους και να βελτιστοποιήσουν τη διαχείριση των εκμεταλλεύσεων, όπου χρειάζεται.
Δημιουργία ενός υγιούς συστήματος κοινωνικής υπηρεσίας
Οι αγροτικές κοινότητες στα βορειοδυτικά ήταν ιστορικά υπανάπτυκτες σε σύγκριση με την κεντρική και ανατολική Κίνα. Απαιτούνται πολιτικές για τη δημιουργία αποτελεσματικών συστημάτων κοινωνικών υπηρεσιών που εστιάζουν στη βελτίωση της εκπαίδευσης, της υγείας και της απασχόλησης και στη βελτίωση του συνολικού βιοτικού επιπέδου. Η γεωργία είναι η βασική δραστηριότητα στις αγροτικές κοινότητες. Απαιτούνται πολιτικές για την ενθάρρυνση της ανάπτυξης αγροτικών συνεταιρισμών μεγάλου μεγέθους για αποτελεσματική χρήση της γης και των υδάτινων πόρων με αυξημένο εισόδημα για τις αγροτικές οικογένειες. Για το σύστημα καλλιέργειας Gobi-land, απαιτείται μια πολιτική για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της φυτικής παραγωγής, της επεξεργασίας τροφίμων και της διανομής προϊόντων στις τοπικές και τις κοντινές κοινότητες. Απαιτείται βελτιστοποιημένη διάταξη/κατανομή των εγκαταστάσεων καλλιέργειας στις διάφορες οικολογικές περιοχές για να ικανοποιηθούν οι διαφορετικές ανάγκες των καταναλωτών για φρέσκα φρούτα και λαχανικά σε περιφερειακό/τοπικό επίπεδο και για να διερευνηθούν ευκαιρίες σε διεθνές επίπεδο. Απαιτείται επίσης μια πολιτική για τη διασφάλιση της ασφάλειας και της ποιότητας των προϊόντων από τα συστήματα των εγκαταστάσεων, η οποία θα αναφέρει λεπτομερώς την αποθήκευση, τη μεταφορά και την κυκλοφορία των νωπών προϊόντων εκτός εποχής για να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος απώλειας φρεσκάδας και ποιότητας.
συμπεράσματα
Οι εδαφικοί πόροι είναι κεντρικοί για τη γεωργία και συνδέονται εγγενώς με τις παγκόσμιες προκλήσεις για την επισιτιστική ασφάλεια και τα προς το ζην εκατομμυρίων κατοίκων της υπαίθρου. Ο παγκόσμιος πληθυσμός προβλέπεται να φτάσει τα 9.1 δισεκατομμύρια έως το 2050 και η παραγωγή τροφίμων στις αναπτυσσόμενες χώρες πρέπει να διπλασιαστεί σε σχέση με το επίπεδο του 2015. Οι εδαφικοί πόροι βρίσκονται υπό μεγάλη πίεση στις αναπτυσσόμενες χώρες λόγω της ταχείας αστικοποίησης που ανταγωνίζεται για τη διαθέσιμη γη με τη γεωργία. Η Κίνα έχει δημιουργήσει νέα συστήματα καλλιέργειας στη γη Gobi, συγκεκριμένα "Γκόμπι γεωργία," το οποίο περιλαμβάνει ένα σύμπλεγμα πολλών (έως και εκατοντάδων) μεμονωμένων καλλιεργητικών μονάδων που κατασκευάζονται από τοπικά διαθέσιμα υλικά και τροφοδοτούνται από ηλιακή ενέργεια. Οι μονάδες καλλιέργειας που μοιάζουν με θερμοκήπια με πλαστική στέγη παράγουν φρέσκα φρούτα και λαχανικά υψηλής ποιότητας όλο το χρόνο. Εκτιμούμε ότι αυτά τα συστήματα θα καλύπτουν περίπου 2.2 εκατομμύρια εκτάρια έως το 2020, καθιστώντας τον ακρογωνιαίο λίθο της παραγωγής τροφίμων στην Κίνα»της αγροτικής ιστορίας. Σε αυτήν την ανασκόπηση, εντοπίσαμε ορισμένα μοναδικά χαρακτηριστικά των συστημάτων καλλιέργειας, συμπεριλαμβανομένης της αυξημένης παραγωγικότητας της γης ανά μονάδα εισροής, της βελτιωμένης WUE και των ενισχυμένων οικολογικών και περιβαλλοντικών οφελών. Αυτό το σύστημα καλλιέργειας προσφέρει εξαιρετικές ευκαιρίες για εξερεύνηση τοπικών διαθέσιμων πόρων για τον εμπλουτισμό των κατοίκων της υπαίθρου και τη διασφάλιση της μακροπρόθεσμης βιωσιμότητας των αγροτικών κοινοτήτων. Αυτό το σύστημα αντιμετωπίζει επίσης σημαντικές προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν.
Προσδιορίσαμε ορισμένα βασικά ζητήματα και τους αντίστοιχους τομείς ερευνητικής προτεραιότητας βραχυπρόθεσμα (3-5 χρόνια) που θα βοηθούσε στην ενίσχυση της βιωσιμότητας αυτού του μοναδικού συστήματος καλλιέργειας. Προτείνουμε σθεναρά να αναπτυχθούν σχετικές κυβερνητικές πολιτικές και συστήματα κοινωνικών υπηρεσιών στις αγροτικές περιοχές για να διασφαλιστεί η οικονομική κερδοφορία και η οικο-περιβαλλοντική βιωσιμότητα των συστημάτων καλλιέργειας Gobi-land.
Ευχαριστίες Οι συγγραφείς θα ήθελαν να ευχαριστήσουν όλους εκείνους που συνεισέφεραν τον χρόνο και την προσπάθειά τους στη συμμετοχή σε αυτήν την έρευνα, καθώς και το προσωπικό του Κέντρου Τεχνικής Υπηρεσιών Λαχανικών της Περιφέρειας Suzhou, Jiuquan και του Wuwei Agricultural Extension Services, Wuwei, Gansu, για την παροχή ορισμένων δεδομένων και φωτογραφίες που παρουσιάζονται στο άρθρο.
Χρηματοδότηση Η μελέτη αυτή χρηματοδοτήθηκε από κοινού από την "Ειδικό Κρατικό Ταμείο Αγρο-επιστημονικής Έρευνας Δημοσίου Συμφέροντος (αριθμός επιχορήγησης 201203001),""China Agriculture Research Systems (αριθμός επιχορήγησης CARS-23-C-07),""Ταμείο Βασικού Έργου Επιστήμης και Τεχνολογίας της επαρχίας Gansu (αριθμός επιχορήγησης 17ZD2NA015)," και "Ειδικό Ταμείο για την Επιστήμη και την Τεχνολογική Καινοτομία και Ανάπτυξη με καθοδήγηση από την επαρχία Gansu (αριθμός επιχορήγησης 2018ZX-02)."
Συμμόρφωση με πρότυπα δεοντολογίας
Σύγκρουση συμφερόντων Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν έχουν σύγκρουση συμφερόντων.
Ανοικτή Πρόσβαση Αυτό το άρθρο διανέμεται σύμφωνα με τους όρους της Διεθνούς Άδειας Creative Commons Attribution 4.0 (http:// creativecommons.org/licenses/by/4.0/), η οποία επιτρέπει την απεριόριστη χρήση, διανομή και αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, υπό την προϋπόθεση ότι δίνετε την κατάλληλη πίστωση στον αρχικό συγγραφέα(ους) και στην πηγή, δώστε έναν σύνδεσμο προς την άδεια Creative Commons και υποδείξτε εάν έγιναν αλλαγές.
αναφορές
Cakir G, Un C, Baskent EZ, Kose S, Sivrikaya F, Kele5 S (2008) Αξιολόγηση της αστικοποίησης, του κατακερματισμού και του μοτίβου αλλαγής χρήσης γης/κάλυψης γης στην πόλη της Κωνσταντινούπολης, Τουρκία από το 1971 έως το 2002. Land Degrad Dev 19:663-675. https://doi.org/10.1002/ldr.859
Canakci M, Yasemin Emekli N, Bilgin S, Caglayan N (2013) Η απαίτηση θέρμανσης και το κόστος της σε δομές θερμοκηπίου: μια μελέτη περίπτωσης για την περιοχή της Μεσογείου της Τουρκίας. Renew Sustain Energy Rev 24: 483-490. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.03.026
Castello I, D»Emilio A, Raviv M, Vitale A (2017) Η ηλιακή ακτινοβολία εδάφους ως βιώσιμη λύση για τον έλεγχο των λοιμώξεων από ψευδομονάδες τομάτας σε θερμοκήπια. Agron Sustain Dev 37:59. https://doi.org/10.1007/ s13593-017-0467-1
Chai L, Ma C, Ni JQ (2012) Αξιολόγηση απόδοσης συστήματος αντλίας θερμότητας εδάφους για θέρμανση θερμοκηπίου στη βόρεια Κίνα. Biosyst Eng 111:107-117. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2011.11.002
Chai L, Ma C, Liu M, Wang B, Wu Z, Xu Y (2014a) Αποτύπωμα άνθρακα του συστήματος αντλίας θερμότητας εδάφους σε ηλιακό θερμοκήπιο θέρμανσης με βάση την αξιολόγηση του κύκλου ζωής. Trans Chinese Soc Agr Eng 30:149-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2014.08.018
Chai Q, Gan Y, Turner NC, Zhang RZ, Yang C, Niu Y, Siddique KHM (2014b) Καινοτομίες εξοικονόμησης νερού στην κινεζική γεωργία. Adv Agron 126:149-201. https://doi.org/10.1007/s13593-015-0338-6
Chai Q, Qin AZ, Gan YT, Yu AZ (2014c) Υψηλότερη απόδοση και χαμηλότερες εκπομπές άνθρακα με διασύνδεση αραβοσίτου με ελαιοκράμβη, μπιζέλι και σιτάρι σε άνυδρες περιοχές άρδευσης. Agron Sustain Dev 34:535-543. https://doi.org/10. 1007 / s13593-013-0161-x
Chai Q, Gan Y, Zhao C, Xu HL, Waskom RM, Niu Y, Siddique KHM (2016) Ρυθμιζόμενη ελλειμματική άρδευση για την παραγωγή καλλιεργειών υπό συνθήκες ξηρασίας. Μια κριτική. Agron Sustain Dev 36:1-21. https://doi. org/10.1007/s13593-015-0338-6
Chang J, Wu X, Liu A, Wang Y, Xu B, Yang W, Meyerson LA, Gu B, Peng C, Ge Y (2011) Αξιολόγηση καθαρών υπηρεσιών οικοσυστήματος πλαστικής καλλιέργειας λαχανικών θερμοκηπίου στην Κίνα. Ecol Econ 70: 740-748. https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2010.11.011
Chang J, Wu X, Wang Y, Meyerson LA, Gu B, Min Y, Xue H, Peng C, Ge Y (2013) Η καλλιέργεια λαχανικών σε πλαστικά θερμοκήπια ενισχύει τις περιφερειακές υπηρεσίες οικοσυστήματος πέρα από την προσφορά τροφίμων; Front Ecol Environ 11:43-49. https://doi.org/10.1890/100223
Che T, Li X (2005) Χωρική κατανομή και χρονική διακύμανση των υδάτινων πόρων του χιονιού στην Κίνα το 1993-2002. J Glaciol Geocryol 27: 64-67
Chen C, Li Z, Guan Y, Han Y, Ling H (2012) Επιδράσεις μεθόδων δόμησης στις θερμικές ιδιότητες του σύνθετου αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης για ηλιακό θερμοκήπιο. Trans Chinese Soc Agr Eng 28:186-191. https:// doi.org/10.3969/j.issn. 1002-6819.2012.z1.032
Chen J, Kang S, Du T, Qiu R, Guo P, Chen R (2013) Ποσοτική απόκριση της απόδοσης και της ποιότητας της τομάτας θερμοκηπίου στο έλλειμμα νερού σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης. Agric Water Manag 129:152-162. https:// doi.org/10.1016/j.agwat.2013.07.011
Chen Z, Tian T, Gao L, Tian Y (2016) Θρεπτικά συστατικά, βαρέα μέταλλα και εστέρες φθαλικού οξέος σε ηλιακά εδάφη θερμοκηπίου στην περιοχή Round-Bohai Bay-Region, Κίνα: επιπτώσεις του έτους καλλιέργειας και της βιογεωγραφίας. Environ Sci Pollut Res 23:13076-13087. https://doi.org/10.1007/ s11356-016-6462-2
Cossu M, Ledda L, Urracci G, Sirigu A, Cossu A, Murgia L, Pazzona A, Yano A (2017) Ένας αλγόριθμος για τον υπολογισμό της κατανομής φωτός σε φωτοβολταϊκά θερμοκήπια. Sol Energy 141:38-48. https:// doi.org/10.1016/j.solener.2016.11.024
Cuce E, Cuce PM, Young CH (2016) Δυνατότητα εξοικονόμησης ενέργειας του θερμομονωτικού ηλιακού γυαλιού: βασικά αποτελέσματα από εργαστηριακές και επιτόπιες δοκιμές. Ενέργεια 97:369-380. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.12.134
de Grassi A, Salah Ovadia J (2017) Τροχιές μεγάλης κλίμακας δυναμικής απόκτησης γης στην Αγκόλα: ποικιλομορφία, ιστορίες και επιπτώσεις στην πολιτική οικονομία της ανάπτυξης στην Αφρική. Πολιτική χρήσης γης 67:115-125. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2017.05.032
Deng XP, Shan L, Zhang H, Turner NC (2006) Βελτίωση της αποδοτικότητας της γεωργικής χρήσης νερού σε ξηρές και ημίξηρες περιοχές της Κίνας. Agric Water Manag 80:23-40. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2005.07.021
Du S, Ma Z, Xue L (2016) Βέλτιστη ποσότητα στάγδην λίπανσης που βελτιώνει την απόδοση του μοσχοπέλου, την ποιότητα και την αποδοτικότητα χρήσης νερού και αζώτου σε πλαστικό θερμοκήπιο χωραφιού με χαλίκι. Trans Chinese Soc Agr Eng 32:112-119. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2016. 05.016
FAOSTAT (2014) Στατιστικές επετηρίδες του FAO – παγκόσμια τρόφιμα και γεωργία. Οργανισμός Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών 2013. https://doi.org/10.1073/pnas.1118568109
Farjana SH, HudaN, Mahmud MAP, Saidur R (2018) Ηλιακή θερμότητα διεργασίας σε βιομηχανικά συστήματα - μια παγκόσμια κριτική. Renew Sustain Energy Rev 82:2270-2286. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.065
Fu GH, Liu WK (2016) Επιδράσεις στην ψύξη και την αύξηση της απόδοσης της γλυκιάς πιπεριάς μιας νέας μεθόδου καλλιέργειας: υπόστρωμα εδαφικής κορυφογραμμής ενσωματωμένο σε κινεζικό ηλιακό θερμοκήπιο. Chin J Agrometeorol 37: 199-205. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-6362.2016.02.09
Fu H, Zhang G, Zhang F, Sun Z, Geng G, Li T (2017) Επιδράσεις συνεχούς μονοκαλλιέργειας τομάτας στις μικροβιακές ιδιότητες του εδάφους και στις ενζυμικές δραστηριότητες σε ένα ηλιακό θερμοκήπιο. Αειφορία (Ελβετία) 9. https://doi.org/10.3390/su9020317
Fu G, Li Z, Liu W, Yang Q (2018) Βελτιωμένη χωρητικότητα ρυθμιστή θερμοκρασίας στη ζώνη ρίζας που ενισχύει την απόδοση γλυκιάς πιπεριάς μέσω καλλιέργειας ενσωματωμένης σε υπόστρωμα με χώμα σε ηλιακό θερμοκήπιο. Int J Agric Biol Eng 11: 41-47. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20181102.2679
Fuller R, Zahnd A (2012) Ηλιακή τεχνολογία θερμοκηπίου για επισιτιστική ασφάλεια: μελέτη περίπτωσης από την περιοχή Humla, ΒΔ Νεπάλ. Mt Res Dev 32:411419. https://doi.org/10.1659/MRD-JOURNAL-D-12-00057.1
Gao LH, Qu M, Ren HZ, Sui XL, Chen QY, Zhang ZX (2010) Δομή, λειτουργία, εφαρμογή και οικολογικό όφελος ενός ηλιακού θερμοκηπίου μονής κλίσης και ενεργειακής απόδοσης στην Κίνα. HortTechnology 20: 626-631
Gao JJ, Bai XL, Zhou B, Zhou JB, Chen ZJ (2012) Περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά του εδάφους και ισορροπία θρεπτικών ουσιών σε νεόδμητα ηλιακά θερμοκήπια στη βόρεια Κίνα. Nutr Cycl Agroecosyst 94:63-72. https://doi.org/10.1007/ s10705-012-9526-9
Godfray HCJ (2011) Τρόφιμα και βιοποικιλότητα. Science 333:1231-1232. https://doi.org/10.1126/science.1211815
Godfray HCJ, Beddington JR, Crute IR, Haddad L, Lawrence D, Muir JF, Pretty J, Robinson S, Thomas SM, Toulmin C (2010) Ασφάλεια τροφίμων: η πρόκληση της σίτισης 9 δισεκατομμυρίων ανθρώπων. Science 327:812-818. https://doi.org/10.1126/science. 1185383
Guan Y, Chen C, Li Z, Han Y, Ling H (2012) Βελτίωση θερμικού περιβάλλοντος σε ηλιακό θερμοκήπιο με θερμικό αποθηκευτικό τοίχο αλλαγής φάσης. Trans Chinese Soc Agr Eng 28:194-201. https://doi.org/10. 3969 / j.issn.1002-6819.2012.10.031
Guan Y, Chen C, Ling H, Han Y, Yan Q (2013) Ανάλυση ιδιοτήτων μεταφοράς θερμότητας τοίχου τριών στρωμάτων με αποθήκευση θερμότητας αλλαγής φάσης σε ηλιακό θερμοκήπιο. Trans Chinese Soc Agr Eng 29:166-173. https://doi. org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.021
Halicki W, Kulizhsky SP (2015) Αλλαγές στη χρήση της αρόσιμης γης στη Σιβηρία τον 20ο αιώνα και η επίδρασή τους στην υποβάθμιση του εδάφους. Int J Environ Stud 72:456-473. https://doi.org/10.1080/00207233.2014.990807
Han Y, Xue X, Luo X, Guo L, Li T (2014) Καθιέρωση μοντέλου εκτίμησης της ηλιακής ακτινοβολίας εντός ηλιακού θερμοκηπίου. Trans Chinese Soc Agr Eng 30:174-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819. 2014.10.022
Hassanien RHE, Li M, Dong Lin W (2016) Προηγμένες εφαρμογές ηλιακής ενέργειας σε γεωργικά θερμοκήπια. Renew Sustain Energy Rev 54:989-1001. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.095
Jaiarree S, Chidthaisong A, Tangtham N, Polprasert C, Sarobol E, Tyler SC (2014) Προϋπολογισμός άνθρακα και δυναμικό δέσμευσης σε αμμώδες έδαφος επεξεργασμένο με κομπόστ. Land Degrad Dev 25:120-129. https://doi. org/10.1002/ldr.1152
Jiang D, Hao M, Fu J, Zhuang D, Huang Y (2014) Χωροχρονική παραλλαγή οριακής γης κατάλληλης για ενεργειακές εγκαταστάσεις από το 1990 έως το 2010 στην Κίνα. Sci Rep 4:e5816. https://doi.org/10.1038/srep05816
Jiang W, Deng J, Yu H (2015) Κατάσταση ανάπτυξης, προβλήματα και προτάσεις για τη βιομηχανική ανάπτυξη της προστατευόμενης κηπουρικής. Sci Agric Sin 48:3515-3523
Kraemer R, Prishchepov AV, Muller D, Kuemmerle T, RadeloffVC, Dara A, Terekhov A, Fruhauf M (2015) Μακροπρόθεσμη αλλαγή γεωργικής κάλυψης και δυνατότητα επέκτασης καλλιεργήσιμης γης στην πρώην παρθένα περιοχή του Καζακστάν. Environ Res Lett 10. https://doi. org/10.1088/1748-9326/10/5/054012
Li Z, Wang T, Gong Z, Li N (2013) Τεχνολογία προειδοποίησης και εφαρμογή για την παρακολούθηση καταστροφής χαμηλής θερμοκρασίας σε ηλιακά θερμοκήπια με βάση το Διαδίκτυο των πραγμάτων. Trans Chinese Soc Agr Eng 29:229236. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.04.029
Li Y, Niu W, Xu J, Zhang R, Wang J, Zhang M (2016) Η αεριωμένη άρδευση βελτιώνει την ποιότητα και την αποδοτικότητα χρήσης του νερού άρδευσης του μοσχοπέλου σε πλαστικό θερμοκήπιο. Trans Chinese Soc Agr Eng 32:147-154. https://doi.org/10.11975/j.issn. 1002-6819.2016.01.020
Liang X, Gao Y, Zhang X, Tian Y, Zhang Z, Gao L (2014) Επίδραση της βέλτιστης καθημερινής λίπανσης στη μετανάστευση του νερού και του αλατιού στο έδαφος, την ανάπτυξη των ριζών και την απόδοση του καρπού του αγγουριού (Cucumis sativus L.) σε ηλιακό θερμοκήπιο. PLoS One 9:e86975. https://doi.org/10.1371/journal. πόνε.0086975
Ling H, Weijiao S, Su LY, Yan Y, Xianchang Y, Chaoxing H (2015) Αλλαγές οργανικού εδαφικού υποστρώματος με συνεχή καλλιέργεια λαχανικών σε ηλιακό θερμοκήπιο. ActaHortic (1107):157-163. https://doi. org/10.17660/ActaHortic.2015.1107.21
Liu J, Zhang Z, Xu X, Kuang W, Zhou W, Zhang S, Li R, Yan C, Yu D, Wu S, Jiang N (2010) Χωρικά πρότυπα και κινητήριες δυνάμεις της αλλαγής χρήσης γης στην Κίνα κατά τις αρχές της 21ης αιώνας. J Geogr Sci 20:483494. https://doi.org/10.1007/s11442-010-0483-4
Liu Y, Yang Y, Li Y, Li J (2017) Μετατροπή από αγροτικούς οικισμούς και καλλιεργήσιμη γη υπό ταχεία αστικοποίηση στο Πεκίνο το 1985-2010. J Rural Studies 51:141-150. https://doi.org/10.1016/jjrurstud.2017.02.008
Lu H, Mo CH, Zhao HM, Xiang L, Katsoyiannis A, Li YW, Cai QY, Wong MH (2018) Μόλυνση εδάφους και πηγές φθαλικών ενώσεων και ο κίνδυνος για την υγεία στην Κίνα: areview. Environ Res 164:417-429. https:// doi.org/10.1016j.envres.2018.03.013
Ma TT, Wu LH, Chen L, Zhang HB, Teng Y, Luo YM (2015) Μόλυνση από φθαλικούς εστέρες σε εδάφη και λαχανικά θερμοκηπίων πλαστικών μεμβρανών του προαστίου Nanjing, Κίνα και ο πιθανός κίνδυνος για την ανθρώπινη υγεία. Environ Sci Pollut Res 22:12018-12028. https://doi.org/10. 1007/s11356-015-4401-2
Martinez-Fernandez J, Esteve MA (2005) Μια κριτική άποψη της συζήτησης για την ερημοποίηση στη νοτιοανατολική Ισπανία. Land Degrad Dev 16:529539. https://doi.org/10.1002/ldr.707
Mueller ND, Gerber JS, Johnston M, Ray DK, Ramankutty N, Foley JA (2012) Κλείσιμο κενών απόδοσης μέσω της διαχείρισης θρεπτικών ουσιών και νερού. Nature 490:254-257. https://doi.org/10.1038/nature11420
Romero P, Martinez-Cutillas A (2012) Οι επιδράσεις της μερικής άρδευσης στη ριζική ζώνη και της ρυθμιζόμενης ελλειμματικής άρδευσης στη βλαστική και αναπαραγωγική ανάπτυξη των αμπελιών Monastrell που καλλιεργούνται στο χωράφι. Irrig Sci 30:377-396. https://doi.org/10.1007/s00271-012-0347-z
Schmidt U, Schuch I, Dannehl D, Rocksch T, Salazar-Moreno R, Rojano-Aguilar A, Lopez-Cruz IL (2012) Η τεχνολογία κλειστού ηλιακού θερμοκηπίου και αξιολόγηση της συγκομιδής ενέργειας υπό καλοκαιρινές συνθήκες. Acta Hortic 932:433-440. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1107.21
Seeberg V, Luo S (2018) Μετανάστευση στην πόλη στη βορειοδυτική Κίνα: νεαρές αγροτικές γυναίκες»s ενδυνάμωση. J Human Dev Capab 19: 289-307. https://doi.org/10.1080/19452829.2018.1430752
Song WJ, He CX, Yu XC, Zhang ZB, Li YS, Yan Y (2013) Αλλαγές στις ιδιότητες του οργανικού υποστρώματος του εδάφους με διαφορετικά έτη καλλιέργειας και τα αποτελέσματά τους στην ανάπτυξη αγγουριού σε ηλιακό θερμοκήπιο. Chin J Appl Ecol 24:2857-2862
Sun Z, Huang W, Li T, Tong X, Bai Y, Ma J (2013) Απόδοση φωτός και θερμοκρασίας ηλιακού θερμοκηπίου εξοικονόμησης ενέργειας συναρμολογημένο με έγχρωμη πλάκα. Trans Chinese Soc Agr Eng 29:159-167. https://doi.org/10. 3969 / j.issn.1002-6819.2013.19.020
Tiwari S, TiwariGN, Al-Helal IM (2016) Ανάπτυξη και πρόσφατες τάσεις στο στεγνωτήριο θερμοκηπίου: areview. Renew Sustain Energy Rev 65:10481064. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.070
Tong G, Christopher DM, Li T, Wang T (2013) Παθητική χρήση ηλιακής ενέργειας: μια ανασκόπηση της επιλογής παραμέτρων κτιρίου διατομής για κινεζικά ηλιακά θερμοκήπια. Renew Sustain Energy Rev 26: 540-548. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.026
Wang HX, Xu HB (2016) Μια έρευνα αξιοπιστίας στο Διαδίκτυο του συστήματος παρακολούθησης αντικειμένων της γεωργίας εγκαταστάσεων. Key Eng Mater 693:14861491 https://doi.org/scientific.net/KEM.693.1486
Wang F, Du T, Qiu R, Dong P (2010) Επιδράσεις της ελλειμματικής άρδευσης στην απόδοση και την αποδοτικότητα χρήσης νερού της τομάτας σε ηλιακό θερμοκήπιο. Trans Chinese Soc Agr Eng 26:46-52. https://doi.org/10.3969Zj.issn. 1002-6819.2010.09.008
Wang Y, Xu H, Wu X, Zhu Y, Gu B, Niu X, Liu A, Peng C, Ge Y, Chang J (2011) Ποσοτικοποίηση καθαρής ροής άνθρακα από πλαστική καλλιέργεια λαχανικών θερμοκηπίου: ανάλυση πλήρους κύκλου άνθρακα. Environ Pollut 159:1427-1434. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.12.031
Wang Y, Liu F, Jensen CR (2012) Συγκριτικά αποτελέσματα της ελλειμματικής άρδευσης και της εναλλακτικής μερικής άρδευσης στη ζώνη ρίζας σε pH ξυλώματος, ABA και ιοντικές συγκεντρώσεις στις ντομάτες. J Exp Bot 63:1907-1917. https:// doi.org/10.1093/jxb/err370
Wang J, Li S, Guo S, Ma C, Wang J, Jin S (2014) Προσομοίωση και βελτιστοποίηση ηλιακών θερμοκηπίων στη βόρεια επαρχία Jiangsu της Κίνας. Ενεργειακά Κτίρια 78:143-152. https://doi.org/10.1016/j. enbuild.2014.04.006
Wang J, Chen G, Christie P, Zhang M, Luo Y, Teng Y (2015) Εκτίμηση εμφάνισης και κινδύνου φθαλικών εστέρων (PAEs) σε λαχανικά και εδάφη προαστιακών θερμοκηπίων πλαστικού φιλμ. Sci Total Environ 523: 129-137. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.02.101
Wang T, Wu G, Chen J, Cui P, Chen Z, Yan Y, Zhang Y, Li M, Niu D, Li B, Chen H (2017) Ενσωμάτωση της ηλιακής τεχνολογίας στο σύγχρονο θερμοκήπιο στην Κίνα: τρέχουσα κατάσταση, προκλήσεις και προοπτική. Renew Sustain Energy Rev 70:1178-1188. https://doi.org/10.1016/j.rser. 2016.12.020
Wu X, Ge Y, Wang Y, Liu D, Gu B, Ren Y, Yang G, Peng C, Cheng J, Chang J (2015) Αλλαγές στη γεωργική ροή άνθρακα που οδηγούνται από την εντατική πλαστική καλλιέργεια θερμοκηπίου σε πέντε κλιματικές περιοχές της Κίνας. J Clean Prod 95:265-272. https://doi.org/10.1016/jjclepro.2015.02.083
Xie J, Yu J, Chen B, Feng Z, Li J, Zhao C, Lyu J, Hu L, Gan Y, Siddique KHM (2017) Συστήματα καλλιέργειας εγκαταστάσεων "®Ж^Ф" – ένα κινεζικό μοντέλο για τον πλανήτη. Adv Agron 145:1-42. https://doi.org/10. 1016/bs.agron.2017.05.005
Xu H, Wang X, Xiao G (2000) Μια ολοκληρωμένη μελέτη τηλεπισκόπησης και GIS για την αστικοποίηση με τις επιπτώσεις της στις καλλιεργήσιμες εκτάσεις: Πόλη Fuqing, επαρχία Fujian, Κίνα. Land Degrad Dev 11:301-314. https://doi.org/10. 1002/1099-145X(200007/08)11:4<301::AID-LDR392>3.0.CO;2-N
Xu H, Zhao L, Tong G, Cui Y, Li T (2013) Παραλλαγές μικροκλίματος με διαμορφώσεις τοίχων για κινεζικά ηλιακά θερμοκήπια. Appl Mech Mater 291294:931-937 https://doi.org/scientific.net/AMM.291-294.931
Xu J, Li Y, Wang RZ, Liu W (2014) Διερεύνηση απόδοσης ηλιακού συστήματος θέρμανσης με υπόγεια εποχιακή αποθήκευση ενέργειας για εφαρμογή θερμοκηπίου. Ενέργεια 67:63-73. https://doi.org/10.1016/j. ενέργειας.2014.01.049
Yang H, Du T, Qiu R, Chen J, Wang F, Li Y, Wang C, Gao L, Kang S (2017) Βελτιωμένη απόδοση χρήσης νερού και ποιότητα καρπών των καλλιεργειών θερμοκηπίου υπό ρυθμιζόμενη ελλειμματική άρδευση στη βορειοδυτική Κίνα. Agric Water Manag 179:193-204. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.05.029
Ye J (2018) Stayers στην Κίνα»s "κούφιο" χωριά: μια αντίθετη αφήγηση για τη μαζική αγροτική-αστική μετανάστευση. Popul Space Place 24:e2128. https://doi.org/10.1002/psp.2128
Yuan H, Wang H, Pang S, Li L, Sigrimis N (2013) Σχεδιασμός και πείραμα συστήματος κλειστής καλλιέργειας για ηλιακό θερμοκήπιο. Trans Chin Soc Agric Eng 29:159-165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.020
Zhang J (2007) Εμπόδια στις αγορές νερού στη λεκάνη του ποταμού Heihe στη βορειοδυτική Κίνα. Agric Water Manag 87:32-40. https://doi.org/ 10.1016/j.agwat.2006.05.020
Zhang Y, Zou Z, Li J (2014) Πείραμα απόδοσης σχετικά με τον φωτισμό και τη θερμική αποθήκευση σε ηλιακό θερμοκήπιο με κεκλιμένη οροφή. Trans Chinese Soc Agr Eng 30:129-137. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819. 2014.01.017
Zhang Y, Wang P, Wang L, Sun G, Zhao J, Zhang H, Du N (2015) Η επίδραση της γεωργικής παραγωγής εγκαταστάσεων στη διανομή φθαλικών εστέρων σε μαύρα εδάφη της βορειοανατολικής Κίνας. Sci Total Environ 506-507: 118-125. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.10.075
Zhang W, Cao G, Li X, Zhang H, Wang C, Liu Q, Chen X, Cui Z, Shen J, Jiang R, Mi G, Miao Y, Zhang F, Dou Z (2016) Κλείσιμο των χασμάτων απόδοσης στην Κίνα από ενδυνάμωση των μικροκαλλιεργητών. Nature 537:671-674. https://doi.org/10.1038/nature19368
Zhang J, Wang J, Guo S, Wei B, He X, Sun J, Shu S (2017) Μελέτη σχετικά με τα χαρακτηριστικά μεταφοράς θερμότητας του τοίχου από άχυρα σε ηλιακό θερμοκήπιο. Ενεργειακά Κτίρια 139:91-100. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.12.061
Zhou S, Zhang Y, Yang Q, Cheng R, Fang H, Ke X, Lu W, Zhou B (2016) Απόδοση μονάδας ενεργού αποθήκευσης-απελευθέρωσης θερμότητας υποβοηθούμενη με αντλία θερμότητας σε έναν νέο τύπο κινεζικού ηλιακού θερμοκηπίου. Appl Eng Agric 32:641-650. https://doi.org/10.13031/aea.32.11514