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意大利的海底,坐落着世界上第一座水下农场

发布日期:2018年10月17日  来源:科普中国   浏览次数:1633

  在意大利北部沿海城市诺利的海平面以下22英尺(6.7米)处,那里坐落着世界上第一座水下农场。

  图:NEMO’S GARDEN / OCEAN REEF GROUP 2018

  Sergio Gamberini是一个来自意大利利古里亚大区的专业潜水员兼业余园丁,一次出海后他突然萌生出了在海里建一个菜园的想法。Gamberini穿戴上潜水设备,将埋着罗勒种子的泥土装在塑料袋里,“种”在了22英尺下的海底。几天后,罗勒发芽了。

  第二年起Gamberini的家族公司大洋暗礁集团(Ocean Reef Group)正式投资尼莫花园项目。Gamberini还自称自己是海洋的探索者,他笑称:“如果水下农业养殖形成了产业链,那我可就是这个行业的第一人了哈哈。”

  如今Gamberini经营着6处温室,内含700多株植物。Gamberini给这个项目起了个名字叫“尼莫的花园”,里面种着罗勒、西红柿、草莓、芦荟、薄荷、甘草、马乔莲等农作物。虽然新奇又有趣,但尼莫花园从一次偶然的尝试发展,到如今初具规模的水下农场,其过程颇具坎坷。

  首先根据意大利的环境法,对海底进行永久性的改造是违法的。因此Gamberini的团队遇到的第一个挑战就是需要将温室做成可拆卸式的。尼莫花园的项目经理Gianni Fontanesi表示:“我们最初的设计方案是用PVC做成一个半球体,这种常见的热塑性材料很轻、便于移动。”但一次风暴过后,9至13英尺(3至4米)高的巨浪将两处温室连根拔起,显然PVC是行不通的。于是项目团队转战其它策略。

  Fontanesi解释道:“采用正确的设计、保证温室的结构能够抵御风暴的来袭是最大的挑战。我们将有机玻璃与钢架结合在一起做出了个‘生物圈’。”这个半球体温室直径6英尺,高3英尺,并用28个可拆卸式的螺丝钉固定在海底。据Fontanesi表示,这种设计确保了温室在风暴来袭时的稳定性,使其能够承受一定范围内的振荡,并防止其被海浪撞击得支离破碎。

  图:海底下的每个水下温室都附有可拆卸的螺丝。

  下一步则是保障农作物的生长条件。虽然这个农场处于水面之下,但其大部分的光照来源仍是自然光。“与海平面上相比,温室接收到的光照大约是其70%。”若在冬天或阴天这样光照不足的环境下,便通过温室球体内的LED灯提供人造光作为补充。

  而电力的来源则是岸上的太阳能板和一台小型的风力涡轮机,电力和灌溉用水统一通过一个类似双螺旋的管道系统输送到温室。目前为止,尼莫花园项目的灌溉用水仍依赖于淡水资源。但Gamberini也表示,他们始终致力于研究如何利用温室自身完成海水脱盐,实现自主灌溉。

  图:尼莫花园项目团队的潜水员在检查植物。

  要完成这一长期目标,正巧能用上水下农场有个小门的特点。这个小门位于温室底部,潜水员从这个洞进到温室里时,海水也会跟着进去。但这并不表示尼莫花园就会直接被海水淹没。

  就像把一个空瓶子倒扣进水里,水不会跑进瓶子中;或是将瓶子水平横放在水中,虽然瓶内会填充一部分水,却不会装满一样,瓶口内的气体和瓶口处的水压维持平衡时,便能使水瓶的上半部分处于干燥状态。而当海水遇上温室内的暖空气,水分蒸发,便会与盐分剥离开来。这种经历过“自然脱盐”的水最终会凝结于温室的墙壁上,形成水滴,只需将其收集起来,再加入浇灌农作物所需的矿物质即可实现灌溉。

  通过多种传感器,Gamberini和Fontanesi可以坐在他们位于利古里亚大区首府热那亚的办公室里,实时监测温室内的温度、空气成分和能源使用情况。不过除此之外的水下农业种植等部分,皆需要人工下水操作。Fontanesi已经跳水近一千次,他表示,待在水下温室里的感觉很像是在水族馆,只不过自己变成了水族馆里的鱼。

  有一些环保人士担心尼莫花园会破坏其周围海洋区域的生态系统,但Fontanesi也表示,目前暂未出现负面的效应。数个月前,一个潜水员还曾发现,有只大乌贼在温室输送能量的管道旁边筑了巢,Fontanesi说:“看起来像是鱼和其它海洋生物也正在寻找与我们的水下农场共存的方法。”

  鉴于很多环保人士都表明了他们的担忧,同时也是为了进一步改善尼莫花园,该项目团队允许任意的认证潜水员到水下农场一游。Gamberini说道:“虽然很多当地人觉得这个项目稀奇古怪的,但尼莫花园良好的发展态势也有助于诺利的旅游业。”

  9月是到尼莫花园一游的最佳时间,这时正巧是农作物们的丰收时节。团队成员们还曾采摘水下的罗勒做成沙司酱配餐吃。但到目前为止,最令人惊喜的部分是在水下植物化学上的发现,即水下植物周围的气压是其陆地同类周围的地面气压的两倍。Fontanesi表示,这导致化学元素的分布发生了变化。

  图:尼莫的花园设在诺利的海湾,位于意大利北部的利古里亚。

  例如,水下的罗勒比陆地上的罗勒含有的丁香酚的浓度更高、叶绿素也更多。Fontanesi表示:“若是将药用或具有美容功效的植物种在水下农场中,或许就能提高其疗效。”虽然已经有一家法国的制药公司租了间温室用来实验,但尼莫花园的初衷仍是提高水下养殖的可能性,特别是在水下养殖模式有助于缺水地区节约淡水资源的情况下。


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