Население земли неустанно растёт, а наша планета имеет ограниченное количество ресурсов и крайне хрупкую климатическую стабильность. Чтобы прокормить всех людей, приходится использовать больше пахотных земель и больше химикатов, что негативно влияет на окружающую среду. Могут ли современные технологии и прогрессивное растениеводство решить большинство этих проблем? Давайте разберёмся вместе.
Проблемы урбанизации
По оценкам ООН (Организации Объединенных Наций, — прим. автора), к 2050 году на нашей планете будет жить около 10 миллиардов человек, из которых около 2/3 будут проживать в городах. Темпы урбанизации (повышения роли городов, — прим. СФ) будут только ускоряться, а площадь пахотных земель на душу населения сократится примерно на 20% за тот же период. Отчасти это произойдёт из-за прогрессирующей эрозии почв и изменений климата.
Исторически сложилось так, что переезд в город ассоциировался с улучшением качества жизни. Люди переезжают в города, надеясь получить стабильную работу, быстрый доступ к продуктам питания и шаговую доступность до главных объектов инфраструктуры. Однако сегодня города не решают этих проблем, а, наоборот, создают новые.
Урбанизация в странах с низким уровнем дохода растёт в геометрической прогрессии и характеризуется сопутствующим ростом нищеты, безработицы и ухудшением продовольственной безопасности (физического и экономического доступа к еде, — прим. СФ). Многие люди переезжают в город из сельской местности, чтобы избежать перенаселения, насилия, болезней и голода. В результате этого около миллиарда человек живут в городских трущобах, где у них напрочь отсутствует доступ к работе, медицинской помощи, чистой воде и достаточному количеству пищи.
Процесс стремительной урбанизации наносит непоправимый вред окружающей среде — 75% от всей потребляемой энергии и около 80% выбросов углекислого газа приходятся на города. Большое количество выбросов — как раз одна из причин, которая приводит к изменениям климата и непригодности множества пахотных земель.
Изменение климата
Опубликованный в этом году доклад Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК) ясно показывает, что мы достигли критического момента в истории. По оценкам авторов доклада, выбросы парниковых газов в результате деятельности человека являются причиной потепления примерно на 1,1 °C с 1850−1900 годов. В течение следующих 20 лет мы, скорее всего, достигнем потепления на 1,5 °C. Даже если мы сможем достичь нулевого уровня выбросов к 2050 году — наилучший сценарий в отчете — то в середине XXI века потепление достигнет максимума при температуре 1,6°C.
Глобальное потепление, по прогнозам, увеличит число регионов, испытывающих нехватку воды, которая уже затрагивает миллиарды людей не только в южном полушарии, но и в Европе и Северной Америке. Повышение температуры делает и без того сухие регионы более сухими, а влажные — ещё более влажными. Испарение воды, высыхание поверхности и истощение подземных вод угрожают средствам к существованию фермеров во многих регионах мира, в то время как другие видят, что их урожаи находятся под угрозой из-за наводнений и ураганов.
Это одна из главных проблем, с которой сталкиваются во всём мире. Угроза уничтожения сельскохозяйственных продуктов питания порождает другую, не менее серьёзную проблему — отсутствие работы и голод.
Нищета и голод
Более экстремальные и менее предсказуемые погодные условия особенно сильно влияют на города с низким уровнем доходов.
«Поскольку более 80 процентов потребления пресной воды приходится на сельское хозяйство, нехватка воды напрямую влияет на продовольственную безопасность и порождает нищету и голод», — считает доктор Сухас П. Вани, бывший директор Международного научно-исследовательского института сельскохозяйственных культур в полузасушливой тропической зоне (ICRISAT).
К 2025 году нехватка воды коснётся более 7 миллиардов человек. В Индии, например, сезон дождей становится всё короче и короче, что приводит к снижению производительности сельского хозяйства. Сухас предупреждает, что без принятия мер число людей, страдающих от голода, может ежегодно увеличиваться на 10 миллионов человек во всём мире.
В более развитых регионах фермеры также могут остаться без средств к существованию. Только в штате Калифорнии засуха 2015 года привела к прямым затратам в размере 1,84 миллиарда долларов и потере более 10 тыс. рабочих мест.
Технологии в помощь
К настоящему моменты на традиционное сельское хозяйство приходится почти четверть всех глобальных выбросов парниковых газов. С ростом населения планеты также увеличивается и потребность в расширении сельхозугодий. Однако с такими темпами проблемы только усугубятся, и мы окажемся в замкнутом порочном круге.
Но что же может решить все проблемы разом? Ответ — сити-фермерство или урбанизированное сельское хозяйство. В широком смысле под этим термином понимают выращивание растений в условиях города, а в узком — городское растениеводство с использованием технологий, повышающих урожайность или позволяющих автоматизировать процесс выращивания.
Технологии имеют большое значение в развитии сити-фермерства. Оказалось, что, автоматизировав освещение, температуру и подачу воды, свежие овощи или фрукты можно вырастить прямо у себя дома — и для этого вовсе не обязательно использовать землю и естественный солнечный свет. При этом климат в сити-фермах можно тонко регулировать, что открывает новые возможности перед выращиванием тех культур, которые в открытой местности вырастить попросту невозможно.
Более того, технологии позволили создать новые системы для экономии пространства. Речь идёт, конечно же, о вертикальных фермах, на которых “грядки” с растениями буквально размещаются друг над другом. Это не просто экономит пространство, но и позволяет значительно повысить урожайность, так как полезная площадь таких ферм может расти не только вширь, но и в высоту или глубину.
Искусственный интеллект и машинное обучение тоже помогают повысить эффективность, сэкономить ресурсы и снизить стоимость вертикального выращивания сельхозкультур. Некоторые системы могут даже использовать камеры и датчики для оценки готовности культур к сбору урожая. Это позволяет точно определять, когда собирать определенные растения, и значительно сокращать пищевые отходы, которые иногда возникают при сборе урожая традиционным методом.
В настоящее время в мире насчитывается более 200 тыс. кв. метров вертикальных ферм. Ожидается, что в течение следующих пяти лет их площадь увеличится почти в десять раз до 2 млн кв. метров.
Экологические и финансовые преимущества
Сити-фермы не просто помогают экономить место, но и способствуют быстрому развитию городских районов, удовлетворяя растущие потребности, создавая рабочие места и стимулируя местную экономику. Сегодня 800 миллионов человек во всем мире полагаются на городское сельское хозяйство для доступа к свежим продуктам питания местного производства.
Локальное выращивание исключает транспортировку на большие расстояния от производителя к потребителю, а также сокращает потери продуктов питания в пути и пищевые отходы. Производство в пределах города обеспечивает людей новой работой, давая им новый источник средств к существованию. Кроме того, это делает свежие продукты дешевле, позволяя людям в районах с низким уровнем дохода получать доступ к недорогим продуктам.
Благодаря уменьшению содержания углекислого газа в воздухе и сокращению дорогостоящего процесса доставки продовольствия из других мест, городское фермерство является экологически выгодным. Сейчас автоматизированные вертикальные фермы позволяют производить в 10 раз больше урожая при использовании только 1/10 от ресурсов, которые тратятся на традиционное фермерство. Грядущее совершенствование технологий позволит ещё сильнее улучшить эти показатели.
Помидоры, перец, салат, грибы — эти и многие другие культуры прекрасно себя чувствуют в системах с контролируемым микроклиматом, которыми оснащены многие сити-фермы. Такие системы позволяют постоянно поддерживать климат фермы в благоприятном состоянии, за счёт чего ферма может давать более высокие урожаи. В то же время сити-фермы защищают окружающую среду, снижая зависимость культур от синтетических химикатов и оптимизируя использование воды. Всё это позволяет выращивать продукты питания в сложных условиях с ограниченными ресурсами.
Вывод
Сити-фермерство вряд ли заменит традиционное сельское хозяйство, но, ввиду глобальных изменений климата и роста мирового населения, такой подход к производству продуктов питания станет одним из ключевых решений проблем, с которыми предстоит столкнуться человечеству. Так как закрытые системы можно использовать и в тех условиях, которые не предназначены для жизни вовсе, с их помощью мы, возможно, сможем заселить и другие планеты.
Но об этом мы поговорим в другой раз.