Вертикальное земледелие

[12] «Каждый год вырубают пятнадцать миллиардов деревьев» - (2015) Картирование плотности деревьев в

глобальный масштаб | Nature (как процитировано в «Вырубка и потеря лесов | OurWorldinData»)

«По оценке ФАО ООН, ежегодно вырубается 10 миллионов гектаров леса» - (2020) Global Forest Resources Assessment (цитируется в Deforestation and Forest Loss | OurWorldinData):

- Чистые потери лесов часто оценивают примерно в 5 миллионов гектаров в год: «С 2010 по 2020 год чистые потери лесов в мире составляли 4,7 миллиона гектаров в год. Однако темпы вырубки лесов были гораздо выше.»

«Как минимум три четверти этого связано с сельским хозяйством - вырубкой лесов ради выращивания культур, разведения скота и производства таких товаров, как бумага» - причины вырубки лесов | OurWorldinData:

- В научной литературе есть несколько оценок того, какая доля вырубки лесов вызвана сельским хозяйством. Различия между этими оценками часто объясняются разным подходом к вырубке лесов и деградации лесов. На сельское хозяйство приходится 70-80 % вырубки тропических лесов - окончательного перевода лесных земель в другое землепользование. Эта доля немного ниже, если учитывать деградацию, то есть временную потерю леса или необратимое ухудшение качества леса. Норико Хосонума и др. (2012) оценивают, что сельское хозяйство вызывает 73 % вырубки тропических лесов.

Больше информации - здесь и здесь

(Здесь под сельским хозяйством понимается наземное производство продуктов питания, без рыболовства, аквакультуры и непищевой продукции)

утверждается, что на производство и потребление продуктов питания приходится 26 % мировых выбросов парниковых газов, со следующим распределением: 24 % - землепользование (8 % для производства продуктов питания для людей, 16 % для животноводства); 27 % - выращивание культур; 30 % - животноводческие и рыбные хозяйства (+1 % - промысел дикой рыбы); 18 % - цепочка поставок. Это составляет около 20 % мировых выбросов парниковых газов, если не учитывать выбросы в цепочке поставок после фермы и выбросы, связанные с рыболовством.

Из оригинальной аннотации: «В 2015 году мировые выбросы продовольственной системы составили 18 Гт CO₂-эквивалента в год, или 34 % от общего объёма выбросов ПГ. Наибольший вклад внесли сельское хозяйство и деятельность, связанная с землепользованием и изменением землепользования (71 %), а остальное пришлось на цепочку поставок: розничную торговлю, транспорт, потребление, производство топлива, обращение с отходами, промышленные процессы и упаковку».

OurWorldinData объясняет различия между оценками из [16] и [17]: [17] относит всю мировую вырубку лесов (и связанные с ней выбросы CO₂) к сельскому хозяйству, хотя признаёт, что на деле сельское хозяйство вызывает лишь 80 % вырубки (остальное связано с расширением городов). Если исключить расширение городов, но включить выбросы от рыболовства и некоторые непродовольственные товары, их оценка до учёта цепочки поставок снижается ближе к 23,5 % выбросов ПГ. [16] даёт отдельную оценку для непродовольственной сельскохозяйственной продукции, которая вместе с остальным увеличивает их итог с 26 до 33 %.

В 2017 году доля сельского хозяйства в мировых выбросах CO₂-экв. от всей деятельности человека составляла ₂0 %, или 11,1 Гт CO₂-экв. год^-1. Сюда входили 6,1 Гт CO₂-экв. год^-1 (11 %) от выращивания сельхозкультур и животноводства и 5,0 Гт CO₂-экв. год^-1 (9 %) от использования сельскохозяйственных земель, главным образом из-за вырубки лесов и деградации торфяников.

На агропродовольственные системы пришлось 29,7 % из 53,5 Гт CO₂-экв., выброшенных в 2022 году. На сельское хозяйство и связанное с ним изменение землепользования пришлось соответственно 48 % и 19 % этой доли, что составило 19,9 % мировых выбросов парниковых газов.

2 % всей суши на Земле - а именно пахотные земли, из всех сельскохозяйственных земель (37 %) (2021 г.).

указывает 14 % всей свободной ото льда суши Земли (2014), тогда как [27] указывает 12 % всей свободной ото льда суши Земли (2008) - возможно, устаревшие данные.

данные за 2007 год, 12 % всех земель, не считая Гренландии и Антарктиды.

Стоит признать, что несколько вертикальных ферм и бизнес-проектов за последние годы закрылись, и пока неизвестно, как в ближайшие годы сложится судьба тех, что упомянуты здесь. В комментариях называли главные причины этих провалов: попытки слишком быстро расширяться или внедрять и демонстрировать дорогие передовые технологии до того, как была налажена основная работа и доказана экономическая жизнеспособность, ставя инновации выше базовых принципов сельского хозяйства и финансов.

Среди частых проблем были высокое энергопотребление, узкий выбор культур, завышенные ожидания по урожайности и слабые бизнес-стратегии. Многие такие фермы делали ставку на технологическую сложность в ущерб простоте, эффективности и соответствию рынку.

Однако подчёркивается, что эти неудачи не стоит считать доказательством нежизнеспособности вертикального земледелия в целом. Скорее, это ранние трудности в новой сфере. Вертикальное земледелие остаётся перспективным способом повысить устойчивость к изменению климата и продовольственную безопасность, особенно в городах и регионах с нехваткой земли или воды. Уроки первых ошибок дают возможность учиться и ценные идеи для более практичных и устойчивых подходов к будущему развитию.

Примеры комментариев см. в разделе «Другие видео», в группе «Уроки на будущее».

Недавние глобальные исследования показывают, что на продовольственные километры приходится около 19 % всех выбросов продовольственной системы, или примерно 3 Гт CO₂-экв. в год ^[79]. Выбросы от перевозок особенно высоки для скоропортящихся, часто импортируемых продуктов, таких как фрукты и овощи, где выбросы от доставки могут даже превышать выбросы от производства.

Хотя более ранние исследования, сосредоточенные на США ^[81], показали, что транспорт даёт лишь 11 % выбросов, связанных с едой (а большая часть выбросов приходится на производство), более новые глобальные оценки говорят о том, что международная торговля играет большую роль, чем считалось раньше, особенно в богатых странах с большим объёмом импорта.

Однако полный переход на полностью местные продовольственные системы возможен не везде: лишь 11-28 % населения мира могут обеспечить спрос на определённые культуры, закупая их в радиусе 100 км, тогда как более четверти зависят от еды, которую нужно перевозить более чем на 1 000 км ^[80]. Всё же это означает значительный объём выбросов, которых можно избежать. Хотя глобальная торговля остаётся необходимой для продовольственной безопасности, особенно в менее самодостаточных регионах, увеличение доли местной еды - выращенной ближе к месту потребления, особенно в богатых странах - может помочь избежать сотен мегатонн выбросов CO₂ и сделать продовольственные системы устойчивее.

Расчётная плотность посадки и частота сбора салата при обычном выращивании в поле основаны на агрономических рекомендациях (средних рекомендациях по расстоянию между растениями в поле) для распространённых видов салата (листового, кочанного и ромэн):

Расстояние между рядами обычно составляет 40-80 дюймов на грядку, с 2-6 посевными линиями, что даёт среднее расстояние между рядами примерно 37-50 см.

Расстояние между растениями в ряду зависит от сорта: от 23-30 см для полноразмерных кочанов до 13-15 см для сердцевин салата ромэн. При такой схеме плотность составляет примерно 6,9-9,7 растения/м² для обычных видов салата и 14-19,6 растения/м² для сердцевин ромэна.

Салат обычно собирают раз в 3,5-4 месяца, в зависимости от климата и сорта, и при таком выращивании нельзя размещать растения ярусами или часто проводить повторные посадки. Однако урожай собирают неравномерно в течение года - иногда в тёплых условиях на выращивание уходит всего около 2-2,5 месяцев (65-80 дней при посадке летом, до 130 дней при посадке зимой или ранней весной).

Для традиционных систем земледелия мы выбрали консервативный средний ориентир: около 9 растений на квадратный метр за 4 месяца. Для сравнения, вертикальные фермы могут давать намного больше благодаря выращиванию ярусами (например, 10 и более уровней) и более быстрой смене культур (например, циклам по 18-30 дней), обеспечивая урожайность 600+ растений/м² за сопоставимый 4-месячный период.

Такой уровень урожайности в целом подтверждается другими данными из научной литературы ^[82-85] (дополнительные заявления отрасли можно найти онлайн). Jin et al. (2022)^A сообщили, что каждый ярус салата на вертикальной ферме может давать ежегодный урожай 700 кг с м² при оптимальном освещении (несколько сотен кочанов с м² за несколько месяцев, в зависимости от цикла выращивания и размера кочана). Между тем новый подход, описанный Ptak, Wasieńko & Makula (2024)^B, показал заявленную урожайность, эквивалентную 597 кочанам на м³ в системе вращающейся вертикальной фермы. Помимо эффективного использования пространства, эти примеры показывают, как вертикальные фермы могут ещё повышать урожайность за счёт более эффективного использования света. Было показано, что постоянное освещение поддерживает почти непрерывный фотосинтез, но требует больше энергии и повышает риск фототорможения, теплового стресса и нарушения циркадных процессов у растений^A. В отличие от этого, режимы света и темноты в нескольких камерах позволяют каждому ярусу культур получать достаточно света в день, при этом экономя ресурсы и снижая эксплуатационные расходы и нагрузку на растения и оборудование. Такие подходы выглядят многообещающе для снижения потребления энергии при сохранении преимуществ вертикальных ферм по урожайности.

Хотя «развитие сельского хозяйства улучшило жизнь людей» - позволив населению расти, создавать избытки продовольствия и развивать технологии, - стоит признать и более широкие последствия для здоровья и общества, которые принесла оседлая цивилизация. Среди них - менее разнообразное питание по сравнению с рационом собирателей, более быстрое распространение инфекций из-за высокой плотности населения и близости к домашним животным, социальное расслоение и повышенный риск организованных конфликтов. Эти последствия связаны не с самим сельским хозяйством, а с общественными устройствами, возникшими вместе с постоянными поселениями.