糧食補助非長久之計 沙漠溫室或能終結干旱和饑荒
帕頓計算出,在溫室附近的每平方米作物每天需要8升水來抵消蒸騰帶來的損失。但在溫室內部,每天每平方米的用水量僅接近一升,而且收成也越來越好。
2000年時,SeawaterGreenhouse公司在阿布扎比啟動了另一個項目,2004年又在阿曼建立了新項目。如今,這些項目主要用于學術研究。但后來,帕頓的想法引起了商人菲利普·索姆韋伯(PhilippSaumweber)的注意,他曾是高盛的投資銀行家,后來進入農業領域發展。2010年時他們聯合起來,進軍南澳大利亞的沙漠地區,開始了該公司的首次公開商業冒險。
在奧古斯塔港附近,他們建造了巨大的太陽能發電廠,設計用來制造足夠的熱量,每天從從南大洋吹來的海水中蒸發數千升淡水。但是,在對該項目的目標產生分歧之后,帕頓最終與索姆韋伯分道揚鑣,后者現在在Sundrop農場的贊助下經營該項目。溫室面積已經擴大到20公頃,占澳大利亞番茄市場15%的份額。
在英國的索馬里人注意到這個項目取得的巨大成功。但當他們問帕頓是否可以把它帶到非洲之角時,這位設計師猶豫了,承認這樣做代價太高。巨大的太陽能工廠和龐大的勞動力使澳大利亞的項目無法在非洲之角復制,因為那里環境更加嚴酷,且不夠。但帕頓表示:“后來我又回到了畫板上,意識到或許有這種可能。只要我把它做得很簡單,就把它從基礎上剝離出來。”
圖3:菲利普·索姆韋伯(PhilippSaumweber)和Sundrop農場出產的沙漠番茄
帕頓、羅瑟拉以及弗萊徹在2017年初開始在索馬里蘭工作,并獲得英國技術戰略委員會的“創新英國”項目518000英鎊資金支持。這不是一件容易的事。作為他們前往幫忙的條件,該團隊必須由武裝警衛護送。在某一時刻,猛烈的沙漠風變得如此炎熱,以至于他們不得不完全停止施工。但最終,他們開始在索馬里蘭政府租用的土地上建造房屋,那里離波光閃爍的亞丁灣只有200米遠。而亞丁灣有豐富的咸水資源。
這個地方相當完美,但是購買其他所有東西幾乎都存在巨大的挑戰。溫室必須足夠便宜,并且能夠承受42攝氏度的高溫和灼熱的沙漠風侵襲。對于戴維斯來說,這些條件使他的生活變得極其艱難。他說:“溫室系統已經被剝離至只剩骨架了。而隨著設計變得更簡單,建模實際上變得更具挑戰性。”
戴維斯與數學家索托斯·格納拉里斯(SotosGeneralis)和TakeshiAkinaga合作建立了一種氣候模型,模擬作物生長的理想條件。他們考慮了當地有關風速和風向、方位、濕度、太陽輻射、氣溫和地面溫度衛星讀數的區域數據,結果給出帕頓所稱的“成年貝都因帳篷”,一個由太陽能驅動、占地1公頃的溫室,它由輕質的、有光選擇性的遮光罩組成,反射熱的紅外線來保護下面的植物。根據該模型,帕頓決定利用沙漠盛行的夏季和冬季風,幫助水蒸汽通過內部空間,而不是使用標準風扇,這將使成本增加一倍。
圖4:每天,Sundrop農場將100萬升海水轉化為淡水,然后用這些水來種植食物
在帳篷的每一端,研究小組用多孔的、有彈性的硬紙板做了一堵1.5米長的墻,它被設計成定期浸泡在從海灘上泵入的海水中。當炎熱干燥的沙漠風從墻上吹拂時,它們蒸發了淡水,并將蒸發的水蒸氣吹入作物生長的空間中,從而冷卻和濕潤內部。結果是,作物的蒸騰速率每天只損失1到2升水,而在室外則損失了15升。
太陽能海水淡化機為灌溉提供淡水。帕頓說:“它與洗衣機大小相當,成本約6000英鎊,是非洲之角的臺類似設備。這真夠瘋狂的!”在處理的每升海水中,30%被轉化為淡水。剩下的超咸鹽水在托盤中蒸發,留下一層鹽,這是該設施的個產品,在索馬里蘭和埃塞俄比亞銷售。這是為了避免像大多數海水淡化廠那樣,將未使用的鹽水放回大海,導致生態破壞。
前方還有很多障礙。SeawaterGreenhouse公司仍在研究如何向當地市場供應蔬菜,帕頓表示,與澳大利亞的項目相比,非洲之角工廠每平方米的產量可能只有一半。他遇到了許多學者的質疑,他們擔心海水溫室內的高濕度環境甚至會對農作物造成損害。其他人對該項目的經濟有效性持懷疑態度。
澳大利亞Maquarie大學管理學教授、作家約翰·馬修斯(JohnMathews)說:“這屬于一種替代技術的時代和心態,而封閉環境農業已經進入大企業投資階段和大規模城市新鮮蔬菜供應階段。這是催生成功企業和避免破產的關鍵,也是海水溫室概念從未解決的問題。”
馬修斯還指出,帕頓的想法和范圍內大型農業科技企業之間存在商業鴻溝,特別是那些為城市人口提供大量食物的企業。但帕頓并不認為自己在與像SundropFarms這樣的公司競爭。更確切地說,他似乎受到了在曾經被認為不可能的地方實現農業自給自足的挑戰。此外,他還想把規模擴大的任務交給當地牧場主,他們占索馬里人口的55%至60%。帕頓說:“我相信,隨著經驗的積累,產量、質量和盈利能力都會提高。為此,在有了一個功能齊全的設施后,我的主要關注點是擴大規模和培訓。”
今年,帕頓計劃建立一個現場培訓中心,教當地農民如何種植溫室蔬菜。該結構的模塊化設計將使農民能夠利用他們自己的土地,目標是打造聯系的抗旱農場。什博表示:“令人興奮的是,它可以沿著我們漫長的紅海海岸線一路建下去,為干旱的牧區帶來新的收入來源。如果你有溫室,你就不用擔心會不會下雨。”
帕頓也對其發明的長期恢復生態效應感興趣。戴維斯的模型預測,溫室的降溫和增濕效應會滲透到周圍的環境中,他說:“你可以看到溫室里會冒出一股冷空氣。”由于該地區并非一直都是貧瘠的,帕頓認為溫室可以幫助部分土地重新生長出自然植被,以抵消過度放牧和干旱的影響。他稱:“我相信,20年后,這里將會有足夠的植被來接替溫室的工作,因為它們創造了陰涼和共享的濕度,進而改變了氣候。”因為植物隔離碳,這對減輕氣候變化的影響也有更廣泛的影響。”
一個由海水驅動的溫室(更不用說在沙漠中重新植樹造林的想法)對于某些組織來說仍然太危險了,比如英國國際發展部多次拒絕了帕頓的資助申請。但對他的懷疑者來說,帕頓給出了一個粗略的計算。他估計,為索馬里提供的16億美元援助目標,足以在該地區建成占地1.6萬公頃的海水溫室,這將支持每年產出480萬噸的新鮮農產品。
許多人可能認為這是個白日夢,但帕頓卻對他的工作深信不疑。他解釋稱:“你聽說過舍基定理(ShirkyPrinciple)嗎?這些機構的存在是為了保存他們有解決方案的問題。把食物送到饑餓的是一種本能的反應。我們已經向索馬里和埃塞俄比亞運送了多少物資,產生了什么樣的影響?如果其中有些人道主義援助可以用來鼓勵自給自足,那么每個人都會成為贏家。”