เจียนหมิง เซี่ย1,2 & จี้หัวหยู1,2 & ไป่หง เฉิน1,2 & จือเฟิง1,2 & เจียน หลิว1,2 & หลินลี่ หู่1,2 & หยานไถกัน3 &
กาดัมบอต HM Siddique4
1. ห้องปฏิบัติการที่สำคัญของจังหวัดกานซู่ของวิทยาศาสตร์พืชผลในดินแดนแห้งแล้ง มหาวิทยาลัยการเกษตรกานซู่ หลานโจว 730070 ประเทศจีน
2. วิทยาลัยพืชสวน มหาวิทยาลัยเกษตรกานซู หลานโจว 730070 ประเทศจีน
3. การเกษตรและอาหารเกษตรแคนาดา, ศูนย์วิจัยและพัฒนา Swift Current, Swift Current, SK S9H 3X2, แคนาดา
4. The UWA Institute of Agriculture and School of Agriculture & Environment, The University of Western Australia, Perth, WA 6001, Australia
นามธรรม
ในภูมิภาค/ประเทศที่มีประชากรซึ่งมีการพัฒนาทางเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว เช่น แอฟริกา จีน และอินเดีย ที่ดินทำกินหดตัวลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากการก่อสร้างในเมืองและการใช้ประโยชน์ทางอุตสาหกรรมอื่นๆ สำหรับที่ดิน สิ่งนี้สร้างความท้าทายอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนในการผลิตอาหารให้เพียงพอต่อความต้องการอาหารที่เพิ่มขึ้น สามารถพัฒนาพื้นที่เพาะปลูกที่เหมือนทะเลทรายและไม่สามารถเพาะปลูกได้หลายล้านเฮกตาร์เพื่อผลิตอาหารได้หรือไม่? พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่อย่างมากมายสามารถใช้สำหรับการผลิตพืชผลในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม เช่น โรงเรือนที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้หรือไม่ ที่นี่เราทบทวนระบบการเพาะปลูกที่เป็นนวัตกรรมใหม่คือ "โกบีเกษตร." เราพบว่าระบบเกษตรกรรมโกบีที่เป็นนวัตกรรมใหม่มีลักษณะเฉพาะ 10 ประการ: (i) ใช้ทรัพยากรที่ดินเหมือนทะเลทรายโดยมีพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียวในการผลิตผลไม้และผักสดตลอดทั้งปี ซึ่งแตกต่างจากการผลิตเรือนกระจกทั่วไปที่ต้องการพลังงาน ความพึงพอใจจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือการใช้ไฟฟ้า (ii) กลุ่มของหน่วยเพาะปลูกแต่ละแห่งสร้างขึ้นโดยใช้วัสดุที่หาได้ในท้องถิ่น เช่น ดินเหนียวสำหรับผนังด้านเหนือของสิ่งอำนวยความสะดวก (iii) ผลผลิตที่ดิน (ผลิตผลสดต่อหน่วยที่ดินต่อปี) คือ XNUMX-สูงกว่า 27 เท่าและประสิทธิภาพการใช้น้ำพืชผล 20-มากกว่าระบบการเพาะปลูกแบบเปิดโล่งแบบดั้งเดิม 35 เท่า; (iv) ธาตุอาหารพืชได้รับส่วนใหญ่ผ่านสารตั้งต้นอินทรีย์ที่ผลิตในท้องถิ่น ซึ่งช่วยลดการใช้ปุ๋ยอนินทรีย์สังเคราะห์ในการผลิตพืชผล (v) ผลิตภัณฑ์มีรอยเท้าทางสิ่งแวดล้อมต่ำกว่าการเพาะปลูกแบบเปิดเนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียวและให้ผลผลิตพืชผลสูงต่อหน่วยอินพุต และ (vi) สร้างการจ้างงานในชนบท ซึ่งปรับปรุงเสถียรภาพของชุมชนในชนบท ในขณะที่ระบบนี้ได้รับการอธิบายว่าเป็น "ปาฏิหาริย์ Gobi-land" สำหรับการพัฒนาทางเศรษฐกิจและสังคม ความท้าทายมากมายที่ต้องได้รับการแก้ไข เช่น ข้อจำกัดของน้ำ ความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ และผลกระทบทางนิเวศวิทยา เราแนะนำว่าควรมีการพัฒนานโยบายที่เกี่ยวข้องเพื่อให้แน่ใจว่าระบบจะส่งเสริมการผลิตอาหารและส่งเสริมเศรษฐกิจและสังคมในชนบท ในขณะเดียวกันก็ปกป้องสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาที่เปราะบาง
บทนำ
ที่ดินทำกินเพื่อการเกษตรเป็นทรัพยากรที่มีจำกัด (Liu et al. 2017). ในประเทศที่มีการพัฒนาทางเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว เช่น จีน อินเดีย และแอฟริกา ที่ดินทำกินจำนวนมากได้ถูกแปลงเป็นการใช้ในอุตสาหกรรม (Cakir et al. 2008; Xu และคณะ 2000). เนื่องจากการขยายตัวของเมืองอย่างรวดเร็วซึ่งแข่งขันกับที่ดินกับเกษตรกรรม (Zhang et al. 2016; มุลเลอร์และคณะ 2012) มีความท้าทายอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนในการเพิ่มการผลิตพืชผลเพื่อตอบสนองความต้องการด้านอาหารและความชอบของประชากรมนุษย์ที่เพิ่มขึ้น (Godfray et al. 2010). เป็นไปได้ว่าประเทศที่พัฒนาแล้วซึ่งมีพื้นที่เพาะปลูกขนาดใหญ่ เช่น ออสเตรเลีย แคนาดา และสหรัฐอเมริกา สามารถแปลงพื้นที่ทุ่งหญ้าเป็นพื้นที่เพาะปลูกสำหรับตลาดธัญพืชโลกได้ อย่างไรก็ตาม การทำเช่นนี้อาจเร่งการสูญเสียปริมาณสำรองคาร์บอนและส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญ (Godfray 2011).
ในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งและกึ่งแห้งแล้งหลายแห่ง มีพื้นที่กว้างใหญ่ของ "ที่ดินโกบี" (หมายถึงที่ดินทำกินไม่ได้) รวมถึงพื้นที่ประเภททะเลทราย 1.95 ล้านเฮกตาร์ใน XNUMX จังหวัดทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน (Liu et al. 2010). ประเทศจีนกำลังพยายามร่วมกันเพื่อพัฒนาที่ดินโกบีสำหรับการผลิตอาหารโดยใช้ระบบการปลูกพืชที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่เรียกว่า "โกบีเกษตร." เรากำหนดระบบการเพาะปลูกนี้เป็น "ระบบการเพาะปลูกที่มีคลัสเตอร์ของหน่วยเพาะปลูกคล้ายเรือนกระจกพลาสติกที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งสร้างขึ้นในท้องถิ่นสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์สดคุณภาพสูงที่ให้ผลผลิตสูง (ผัก ผลไม้ และไม้ประดับ) ในลักษณะที่มีประสิทธิภาพ มีประสิทธิภาพ และประหยัด" (Xie และคณะ 2017). ในระบบคลัสเตอร์ที่ซับซ้อนบางระบบ สภาพภูมิอากาศในแต่ละหน่วยสามารถตรวจสอบได้โดยใช้เครื่องบันทึกข้อมูล ต่างจากโรงเรือนทั่วไปหรือโรงแก้วที่การให้ความร้อนและความเย็น (ต้นทุนหลักสองประการที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเรือนกระจก) มักจะมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล (ดีเซล น้ำมันเชื้อเพลิง ปิโตรเลียมเหลว ก๊าซ) ที่เพิ่ม CO2 หรือใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่ใช้พลังงานมากขึ้น (Hassanien et al. 2016; วังและคณะ 2017), "โกบีเกษตร" ระบบพึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดเพื่อให้ความร้อน ความเย็น และการแปลงพลังงานธรรมชาติเป็นชีวมวลของพืช
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การใช้ที่ดินโกบีเพื่อการผลิตอาหารได้พัฒนาอย่างรวดเร็วในประเทศจีน (Zhang et al. 2015). ในภูมิภาคตะวันตกเฉียงเหนือ ระบบการเพาะปลูกบนที่ดินโกบีผลิตผักส่วนใหญ่ที่บริโภคในภูมิภาคนี้ ระบบนี้มีบทบาทสำคัญในการรับรองความมั่นคงด้านอาหาร เพิ่มความยั่งยืนทางสังคมและนิเวศวิทยา และเพิ่มความสามารถในการดำรงชีวิตของชุมชนในชนบท หลายคนคิดว่าการเกษตรบนบกโกบี a "ดินแดนที่เพิ่งค้นพบ" ระบบการเพาะปลูก คุณลักษณะที่สำคัญของระบบคือโอกาสสำหรับการผลิตอาหารบนที่ดินที่ไม่เกิดผล ระบบการเพาะปลูกที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้อาจเป็นขั้นตอนการปฏิวัติสู่การเกษตรสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม ยังขาดข้อมูลเกี่ยวกับความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของระบบการเพาะปลูกโกบี คำถามมากมายที่ยังไม่ได้รับคำตอบ: ระบบนี้จะพัฒนาไปสู่อุตสาหกรรมการผลิตผักที่สำคัญอย่างยั่งยืนหรือไม่? ระบบการเพาะปลูก Gobi จะส่งผลต่อสิ่งแวดล้อมในระยะยาวอย่างไร? ได้ไหม "ผลิตในประเทศจีน" แบบจำลองการเพาะปลูกนำไปใช้กับพื้นที่แห้งแล้งอื่นๆ ที่มีพื้นที่เพาะปลูกลดน้อยลง เช่น ทางเหนือของคาซัคสถาน (Kraemer et al. 2015), ไซบีเรีย (Halicki และ Kulizhsky 2015) และบริเวณตอนกลางถึงตอนเหนือของแอฟริกา (เด Grassi และ Salah Ovadia 2017)?
เมื่อคำนึงถึงคำถามเหล่านี้ เราจึงดำเนินการทบทวนวรรณกรรมอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับพัฒนาการล่าสุดและผลการวิจัยที่สำคัญเกี่ยวกับระบบการเพาะปลูก วัตถุประสงค์ของบทความนี้เพื่อ (i) เน้นถึงความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของระบบการเพาะปลูก Gobi-land ที่นำมาใช้ในภาคเหนือของจีน รวมถึงผลผลิตพืชผล ประสิทธิภาพการใช้น้ำ (WUE) ลักษณะการใช้สารอาหารและพลังงาน และผลกระทบต่อระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้น (ii) หารือเกี่ยวกับความท้าทายที่สำคัญที่ระบบเผชิญอยู่ เช่น ความพร้อมของน้ำเพื่อการชลประทาน คุณภาพและความปลอดภัยของผลผลิต และผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อเสถียรภาพและการพัฒนาของชุมชนในชนบท และ (iii) ให้ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับการกำหนดนโยบายและลำดับความสำคัญของการวิจัยเพื่อการสำรวจที่ดีและการพัฒนาอย่างยั่งยืนในระยะยาวของระบบการเพาะปลูกที่ดินโกบี
การทบทวนโครงสร้างพื้นฐานของระบบที่ดินโกบีโดยย่อ
เพื่อทำความเข้าใจว่าระบบการเพาะปลูกบนบก Gobi ทำงานอย่างไร เราได้ให้คำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับการออกแบบ วิศวกรรม และการก่อสร้าง รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานอยู่ในการตรวจสอบล่าสุด (Xie et al. 2017). ระบบการเพาะปลูก Gobi ได้รับการจัดตั้งขึ้นบนที่ดิน Gobi ที่ไม่ได้รับการเพาะปลูกซึ่งไม่สามารถผลิตพืชผลแบบดั้งเดิมได้ ที่ดินโกบีถูกสร้างขึ้นใน "กลุ่ม" ของแต่ละหน่วยการผลิต สิ่งอำนวยความสะดวกแบบคลัสเตอร์ทั่วไปประกอบด้วยหน่วยเพาะปลูกหรือบ้านหลายหลัง (มากถึงหลายร้อย) (รูปที่ 1ก) สภาพจุลภาคในแต่ละหน่วยการเพาะปลูกได้รับการตรวจสอบโดยศูนย์ควบคุมส่วนกลางซึ่งมีเซ็นเซอร์ระยะไกล
สภาพจุลภาค เช่น อุณหภูมิและความชื้นของอากาศ สามารถปรับได้ในบางหน่วยการเพาะปลูก ในขณะที่ระบบตรวจสอบอื่นๆ อนุญาตให้มีการให้ปุ๋ยอัตโนมัติ เทคโนโลยีขั้นสูงบางอย่างเช่นอินเทอร์เน็ตของวัตถุ (Wang และ Xu 2016) หรืออินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Li et al. 2013) สามารถติดตั้งในศูนย์ควบคุมเพื่อให้อ่านข้อมูลจุลภาคที่ส่งจากหน่วยการเพาะปลูกได้แม่นยำยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูง
หน่วยการเพาะปลูกทั่วไปภายในโรงงานแบบคลัสเตอร์จะเน้นไปทางทิศตะวันออก-ทิศตะวันตกและมีกำแพงสามด้านทางด้านทิศเหนือ ทิศตะวันออก และทิศตะวันตกของโครงสร้าง ด้านใต้ของโครงสร้างเป็นหลังคาลาดเอียงรองรับโครงเหล็กและหุ้มด้วยฟิล์มพลาสติกใสกันความร้อน (รูปที่. 2). หลังคาเอียงอย่างเหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการส่องผ่านของแสงในระหว่างวันอย่างมีประสิทธิภาพ (Zhang et al. 2014). พลังงานจากดวงอาทิตย์ถูกเก็บไว้ในมวลความร้อนของผนังและปล่อยออกมาเป็นความร้อนในเวลากลางคืน ในช่วงฤดูหนาว หลังคามุงด้วยเสื่อฟางโฮมเมดทุกคืนเพื่อรักษาอุณหภูมิภายใน (Tong et al. 2013).
องค์ประกอบที่สำคัญของแต่ละหน่วยเพาะปลูกคือกำแพงด้านเหนือที่สร้างจากวัสดุที่หาได้ในท้องถิ่น เช่น อิฐดินเหนียว (Wang et al. 2014) บล็อกฟางพืช (Zhang et al. 2017) อิฐทั่วไปที่มีโฟม (Xu et al. 2013) หน่วยก่ออิฐเถ้าลอย (Xu et al. 2013) บล็อกดินเหนียวผสมกับปูนซีเมนต์ (Chen et al. 2012) ดินกระแทก (Guan et al. 2013) หรือดินดิบรวมกับบล็อกคอนกรีต ในบางหน่วย กำแพงด้านเหนือสร้างจาก "วัสดุเปลี่ยนเฟส" เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บและแลกเปลี่ยนความร้อน ดังนั้นจึงลดความผันผวนของอุณหภูมิสำหรับการเจริญเติบโตของพืช (Guan et al. 2012).
ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่างสิ่งอำนวยความสะดวกแบบกลุ่มที่ดิน Gobi กับเรือนกระจกหรือเรือนกระจกแบบดั้งเดิมคือแหล่งพลังงาน หน่วยเพาะปลูกแต่ละหน่วยในระบบที่ดินโกบีแบบกระจุกตัวนั้นใช้พลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด รังสีดวงอาทิตย์ถูกดูดซับโดยผนังด้านเหนือในตอนกลางวันและปล่อยออกในเวลากลางคืน พลังงานที่ไม่ได้ใช้ในระหว่างวันเป็นแหล่งพลังงานที่ใช้งานในเวลากลางคืน อา "ม่านน้ำ" โดยทั่วไปจะใช้ระบบเพื่อให้ความร้อนเสริมในคืนฤดูหนาว ซึ่งส่วนเล็กๆ ของพื้นดินภายในเครื่องจะเต็มไปด้วยน้ำเพื่อใช้เป็นสื่อแลกเปลี่ยนความร้อน (Xie et al. 2017). ในระหว่างวัน น้ำจะไหลเวียนและไหลผ่านม่านดูดซับน้ำ โดยมีความร้อนส่วนเกินจากรังสีดวงอาทิตย์ที่สะสมอยู่ในตัวน้ำ ในเวลากลางคืน น้ำอุ่นจะไหลเวียนและผ่านม่านน้ำโดยปล่อยความร้อนออกสู่อากาศภายในเครื่อง ประสิทธิผลของการจัดเก็บพลังงานใน "ม่านน้ำ" ระบบขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น การแผ่รังสีดวงอาทิตย์โดยตรง การแผ่รังสีแสงอาทิตย์จากท้องฟ้าแบบไอโซโทรปิก ความโปร่งใสของบรรยากาศ และการถ่ายเทความร้อนจากฟิล์มพลาสติกบนหลังคา (Han et al. 2014). ด้วยวิวัฒนาการของระบบการเพาะปลูก จึงมีการพัฒนาระบบทำความร้อนที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นเพื่อการจัดเก็บและปล่อยความร้อนที่ดีขึ้น
ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของระบบการปลูกพืชโกบี
ระบบการเพาะปลูก Gobi แตกต่างจากการเพาะปลูกแบบเปิดโล่งแบบดั้งเดิมซึ่งพืชผลมีทั้งแบบรดน้ำและแบบชลประทาน พวกเขายังแตกต่างจากการเพาะปลูกพืชผลในเรือนกระจกทั่วไปหรือเรือนกระจกซึ่งส่วนใหญ่ใช้พลังงานจากก๊าซธรรมชาติหรือไฟฟ้า ระบบการเพาะปลูกบนบก Gobi มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งบางส่วนมีการเน้นไว้ด้านล่าง
เพิ่มผลผลิตพืชผล
พืชผลที่ปลูกในโรงงานที่ดินโกบีให้ผลผลิตสูงโดยมีประสิทธิภาพการใช้ที่ดินสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (กล่าวคือ ผลผลิตพืชต่อหน่วยของที่ดินที่ใช้) มากกว่าการเพาะปลูกในทุ่งโล่งแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น ภาคตะวันออกของ Hexi Corridor ในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนมีระยะเวลายาวนาน (ค.ศ. 1960)-พ.ศ. 2009) ระยะเวลาแสงแดดประจำปี 2945 ชั่วโมง อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยต่อปี 7.2 องศาเซลเซียส และระยะเวลาที่ปราศจากน้ำค้างแข็ง 155 วัน (Chai et al. 2014c); หน่วยความร้อนมีมากเกินพอที่จะผลิตพืชได้หนึ่งพืชต่อปี แต่ไม่เพียงพอที่จะผลิตพืชสองชนิดต่อปีภายใต้ระบบทุ่งโล่งแบบดั้งเดิม ในระบบ Gobi-land พืชผลสามารถปลูกได้ในช่วงหลายเดือนหรือตลอดทั้งปี ผลผลิตพืชผลเฉลี่ยต่อปีมากกว่า 5 ปี (2012-2016) ในหน่วยการเพาะปลูกที่สถานีทดลอง Jiuquan เท่ากับ 34 t ha-1 สำหรับ muskmelon (Cucumis melo ล.), 66 t ha-1 สำหรับแตงโม (Citrullus lanatus ล.), 102 t ha 1 สำหรับพริกไทยร้อน (พริกหยวก, ค. ฟรุตเตสเซนส์), 168 ตัน เฮกตาร์ 1 สำหรับแตงกวา (Cucumis sativus L.) และ 177 t ha 1 สำหรับมะเขือเทศ (Solanum ไลโคเปอร์ซิคัม ล.) ซึ่งเท่ากับ 10-สูงกว่าระบบ openfield แบบดั้งเดิมถึง 27 เท่าภายใต้สภาพอากาศเดียวกัน (Xie et al. 2017). ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันนี้พบได้ในที่อื่นๆ ในภาคเหนือของจีน เช่น เขต Wuwei ที่ปลายด้านตะวันออกของ
ทางเดินเหอซี ค่าผลผลิตเหล่านี้คำนวณจากพื้นที่ที่ดินที่ครอบครองโดยหน่วยเพาะปลูก และพื้นที่ส่วนกลางที่ใช้ร่วมกันโดยแต่ละหน่วยภายในระบบควบคุมเดียวกัน พื้นที่ส่วนกลางสำหรับการขนส่งวัสดุป้อนเข้าและการตลาดผลิตภัณฑ์
ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้น้ำ
หนึ่งในความท้าทายที่สำคัญสำหรับการเกษตรในพื้นที่แห้งแล้งและกึ่งแห้งแล้งหลายแห่งคือการขาดแคลนน้ำ ประหยัดน้ำหรือปรับปรุง WUE (ผลผลิตพืชต่อหน่วยที่จ่ายน้ำ แสดงเป็น กก. ฮ่า-1 ผลผลิต m-3 น้ำ) ในการผลิตพืชผลมีความสำคัญต่อความอยู่รอดทางการเกษตร ระบบการเพาะปลูกบนบก Gobi มีข้อได้เปรียบในการประหยัดน้ำอย่างมาก ซึ่งพืชผลใช้น้ำน้อยกว่าพืชชนิดเดียวกันที่ปลูกในระบบทุ่งโล่งแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น มากกว่า 4 ปี (2012-2015) ของการวัดในระบบที่ดิน Gobi ในเขต Jiuquan ต้องใช้มะเขือเทศ385-การชลประทานทั้งหมด 466 มม. การคายระเหยตามฤดูกาลอยู่ระหว่าง 350 ถึง 428 มม. และน้ำหนักสดของมะเขือเทศอยู่ระหว่าง 86 ถึง 152 t ha-1. พืชผักที่สำคัญบางชนิดได้รับ WUE สูง (กก. ผลิตผลสด m-3) รวมทั้ง 15-21 น้ำสำหรับ muskmelon, 17-23 สำหรับพริกไทยร้อน 22-28 สำหรับแตงโม 2835 สำหรับแตงกวาและ 35-51 กก. สำหรับมะเขือเทศ ในระบบนี้ ตัวอย่างเช่น WUE ของมะเขือเทศ คือ 20-มากกว่าพืชชนิดเดียวกันที่ปลูกในที่ดินทำกิน 35 เท่า ระบบเปิดโล่ง (Xie et al. 2017).
กลไกสำหรับการปรับปรุง WUE ในระบบที่ดิน Gobi นั้นไม่ค่อยเข้าใจ เราแนะนำว่าปัจจัยที่มีส่วนสำคัญ ได้แก่: (ก) ปริมาณการชลประทานที่ใช้กับพืชผลในระบบที่ดินโกบีขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของพืชเพื่อการเจริญเติบโตที่เหมาะสม (Liang et al. 2014) ซึ่งกำหนดไว้ล่วงหน้าและควบคุมผ่านมาตรวัดน้ำที่ติดตั้งไว้ (รูปที่ 3ก) ขึ้นอยู่กับตัวดำเนินการหน่วย'ความรู้และประสบการณ์มักใช้วิธีการชลประทานแบบควบคุมขาดดุล (รูปที่ 3ข) ที่ลดปริมาณการชลประทานในระยะการเจริญเติบโตที่ไม่สำคัญ (ชัย et al. 2014b). การชลประทานที่ขาดดุลเล็กน้อยสามารถกระตุ้นระบบป้องกันพืชเพื่อเพิ่มความทนทานต่อความเครียดจากภัยแล้ง (Romero และ Martinez-Cutillas 2012; วังและคณะ 2012). ขนาดของผลกระทบของการชลประทานที่มีการควบคุมโดยขาดดุลต่อประสิทธิภาพของพืชผลจะแตกต่างกันไปตามชนิดของพืชผลและปัจจัยอื่นๆ (Chen et al. 2013; วังและคณะ 2010); (b) เทคนิคการชลประทานในระบบการเพาะปลูกบนที่ดิน Gobi มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เช่นการชลประทานแบบหยดใต้ผิวดิน (รูปที่ 3c) เป็นวิธีการชลประทานที่ได้รับความนิยมมากที่สุด (ค) ใช้วิธีการคลุมดินแบบต่างๆ เพื่อลดการระเหยของน้ำผิวดิน พื้นที่ปลูกภายในหน่วยเพาะปลูกมักจะคลุมด้วยฟิล์มพลาสติกในช่วงฤดูปลูก (รูปที่ 3d) รวมถึงพื้นที่ระหว่างแถวพืช (รูปที่ 3จ) การลดการระเหยและความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศที่เพิ่มขึ้นน่าจะเป็นสองปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการใช้น้ำอย่างมีประสิทธิภาพ (ง) เปอร์เซ็นต์ของน้ำที่ระเหยจากผิวดินถูกนำกลับมาใช้ใหม่ภายในหน่วยเพาะปลูก เนื่องจากการเพาะปลูกอยู่ในระบบที่ค่อนข้างปิด และ (จ) แนวปฏิบัติทางพืชไร่ที่ซับซ้อนใช้สำหรับการจัดการพืชผลในหน่วยการเพาะปลูก (รูปที่ 3f) เช่น การตัดแต่งกิ่งเพื่อเพิ่มการซึมผ่านของแสง (Du et al. 2016) เพิ่มประสิทธิภาพการระบายอากาศให้สมดุล CO2 สำหรับการสังเคราะห์แสงของพืชและการเกิดโรค (Yang et al. 2017) และเติมอากาศบริเวณรูทหลังการให้น้ำเป็นเวลาสองสามวันเพื่อลดการระเหยของดิน (Li et al. 2016); ทั้งหมดนี้ช่วยเพิ่มผลผลิตพืชผลและเพิ่ม WUE
ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้สารอาหาร
ต่างจากการเพาะปลูกแบบเปิดโล่งแบบดั้งเดิมที่ปุ๋ยสังเคราะห์เป็นแหล่งธาตุอาหารพืช สารอินทรีย์ที่สำคัญ เช่น ฟางข้าว มูลสัตว์ และผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมอาหาร กระบวนการผลิตพลังงาน และการรีไซเคิลของเสียของมนุษย์-เป็นแหล่งอาหารหลักในระบบการเพาะปลูกโกบี วัสดุเหลือใช้เป็นทางเลือกแทนสื่อเชิงพาณิชย์ที่ใช้ในการผลิตเรือนกระจกทั่วไป เพื่อให้มีคุณสมบัติเป็นสารตั้งต้นสำหรับการเพาะปลูกโกบี วัสดุอินทรีย์จะต้องมีลักษณะดังต่อไปนี้ (Fu et al. 2018; ฟู่และหลิว 2016; Fu et al. 2017; หลิงและคณะ 2015; เพลงและคณะ 2013): (i) ความหนาแน่นต่ำ ความพรุนสูง และความสามารถในการอุ้มน้ำสูง (ii) ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนบวกสูงและปริมาณธาตุอาหารแร่ และค่า pH และ EC ที่เหมาะสม (iii) การทำงานของเอ็นไซม์ที่เพิ่มขึ้น มักจะทำได้โดยการเพิ่มสายพันธุ์จุลินทรีย์ที่เหมาะสม (iv) อัตราการย่อยสลายช้า และ (v) ปราศจากเมล็ดวัชพืชและเชื้อโรคในดิน ประเภทวัสดุ วิธีการประมวลผล ระดับของการสลายตัว และสภาพภูมิอากาศภายใต้การผลิตซับสเตรตอาจส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และชีวภาพของวัสดุอินทรีย์ และด้วยเหตุนี้ คุณภาพของซับสเตรต (Fu et al. 2017; เพลงและคณะ 2013).
การผลิตสารตั้งต้นแบบโฮมเมดโดยทั่วไปมีขั้นตอนหลายขั้นตอน (รูปที่ 4ก): (i) ฟางข้าว (เช่น ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์) ถูกรวบรวมจากระบบการผลิตแบบเปิดโล่งแบบดั้งเดิมที่หมู่บ้านในท้องถิ่น ขนส่งไปยังไซต์งานใกล้โรงงาน สับเป็น 3-ชิ้นยาว 5 ซม. ก่อนใส่ปุ๋ยไนโตรเจนปริมาณต่ำ (1.4 กก. N ต่อฟางข้าวโพดแห้ง 1000 กก.) เพื่อปรับอัตราส่วน C:N ของปุ๋ยหมักให้อยู่ที่ประมาณ 15:1; (ii) เติมผลิตภัณฑ์ฉีดเชื้อจุลินทรีย์ประมาณ 1 กิโลกรัมต่อสารอินทรีย์ 1000 กิโลกรัม; (iii) การหมักขั้นที่ 1 เกี่ยวข้องกับการซ้อนฟางบนพื้น (เช่น สูง 1.2 ม. x กว้าง 3.0 ม. ที่ด้านล่างและกว้าง 2.0 ม. ที่ด้านบน) ก่อนห่อด้วยฟิล์มพลาสติก (iv) อุณหภูมิในกองจะถูกตรวจสอบและเติมน้ำเพื่อรักษาความชื้นที่60-65% สำหรับกิจกรรมจุลินทรีย์ที่เหมาะสม (v) ขั้นตอนที่สองของการหมักต้องรบกวนกองทุกๆ 68 วัน และตรวจอุณหภูมิสูงสุด 30 ซม. การรบกวนเป็นระยะนี้ช่วยให้แน่ใจว่าอุณหภูมิและความชื้นจะถูกเก็บไว้ที่ระดับที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกิจกรรมของจุลินทรีย์ และ (vi) รอบวันที่ 32-34 หลังจากการหมัก วัสดุจะถูกย้ายไปยังห้องเก็บของที่พร้อมสำหรับใช้ในการเพาะปลูก พื้นผิวแบบโฮมเมดมักใช้ที่2-3 ตัน เฮกตาร์ 1 ไปยังพื้นที่เพาะปลูกภายในหน่วยเพาะปลูกและสามารถนำมาใช้ในการเพาะปลูกได้หลายปีก่อนที่จะถูกแทนที่ ปริมาณสารอาหารของสารตั้งต้นสามารถกลับคืนสู่ระดับการผลิตได้โดยการเพิ่มสารอาหารจากภายนอก (รูปที่ 4ข) วัสดุฟางสำหรับสารตั้งต้นอินทรีย์มีอยู่ในท้องถิ่น และขั้นตอนการผลิตส่วนใหญ่ใช้เครื่องจักรที่สร้างขึ้นเอง
วิธีการที่สารอาหารของสารตั้งต้นถูกส่งไปยังพืชผลแตกต่างกันไปในแต่ละโรงงานของคลัสเตอร์ ผู้ปลูกส่วนใหญ่ในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนใช้ (1) ระบบร่องลึก โดยที่ร่องลึก (โดยทั่วไปคือ 0.4-กว้าง 0.6 ม. 0.2-ลึก 0.3 ม. 0.8-1.0 ม. ระหว่างร่องลึกหันไปทางทิศเหนือ-ทางทิศใต้) ทําบนพื้นดินภายในหน่วยเพาะปลูก ปูด้วยคอนกรีต บล็อกไม้ หรืออิฐ เติมสารตั้งต้นก่อนปลูก (รูปที่ 5ก) และคลุมด้วยฟิล์มพลาสติกเพื่อให้ต้นกล้าเจริญเติบโตได้ (รูปที่ 5ข) เมื่อสร้างเสร็จแล้วร่องลึกสามารถใช้สำหรับการผลิตอย่างต่อเนื่องมานานกว่า 20 ปี หรือ (2) วัสดุพิมพ์ทั้งถุง โดยห่อวัสดุพิมพ์ในถุงพลาสติกแต่ละใบ (ขนาดปกติของถุงมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 ม. และยาว 1.0 ม.) ในสภาพแวดล้อมขนาดเล็กแบบปิด สารอาหารจะถูกปล่อยออกจากถุงในขณะที่พืชเจริญเติบโต (รูปที่ 5ค). เจาะรูบนถุงเพาะเมล็ด (รูปที่. 5d) และการชลประทานแบบหยดผ่านรู
ทั้งสองวิธีแตกต่างกันในคุณสมบัติของพวกเขา วิธีการแบบร่องลึกช่วยให้ผู้ปลูกสามารถใส่ปุ๋ยลงในพื้นผิวได้อย่างง่ายดายเมื่อจำเป็น สำหรับพืชผลบางชนิด เช่น แตงโม การใส่ปุ๋ยอนินทรีย์เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ผลผลิตสูง การศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าการใช้ปุ๋ยอินทรีย์ร่วมกับปุ๋ยอนินทรีย์สามารถเพิ่มผลผลิตพืชได้ แต่ทิ้งสารอาหารส่วนเกินไว้ในดินและมีความเข้มข้นของไนเตรต-N สูงในดินชั้นบน (Gao et al. 2012). การศึกษาอื่น ๆ ระบุว่าแนวทางแบบถุงทั้งหมดมีประสิทธิผลมากกว่าระบบร่องลึก (Yuan et al. 2013) เนื่องจากถุงที่ห่อไว้ทำให้พื้นผิวแยกออกจากพื้นดินได้ จึงลดความน่าจะเป็นของการปนเปื้อนพื้นผิวด้วยเชื้อโรคที่เกิดจากดิน อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารตั้งต้น (ในร่องลึกหรือถุงห่อ) อาจเสื่อมลงได้ในแต่ละฤดูปลูก (เพลง et al. 2013) ซึ่งลดกำลังของการจัดหาสารอาหาร (เพลง etal. 2013). ดังนั้นจึงรับประกันการต่ออายุวัสดุพิมพ์
ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น
ระบบการเพาะปลูกในที่ดินของ Gobi ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด โครงสร้างได้รับการออกแบบเพื่อรักษาความอบอุ่นให้มากที่สุดโดยใช้และเก็บพลังงานจากดวงอาทิตย์ ระยะเวลาแสงแดดทุกวัน ความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ และวันที่ปราศจากน้ำค้างแข็งทุกปีมีความสำคัญต่อการให้ความร้อนแก่หน่วยเพาะปลูก ทางทิศตะวันออกสู่ใจกลาง Hexi Corridor เช่น Wuwei County (37° 96' น, 102° 64' E) จังหวัดกานซูเป็นพื้นที่ตัวแทนที่มีการรวมกลุ่มของโกบีแลนด์ เฉลี่ย 6150 MJ m 2 การแผ่รังสีดวงอาทิตย์ประจำปีและวันที่ปราศจากน้ำค้างแข็ง 156 วันช่วยให้พืชผักหลายชนิดโตเต็มที่ด้วยคุณภาพสูง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้รังสีแสงอาทิตย์ ผู้จัดการหน่วยเพาะปลูกใช้วิธีการต่างๆ เพื่อเพิ่มการเก็บความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพการปลดปล่อยความร้อน เช่น ฟิล์มพลาสติกสีดำสองชั้นที่ติดกับผนังด้านเหนือ (Xu et al. 2014) แผ่นสีกันความร้อนที่ติดตั้งบนหลังคา (Sun et al. 2013) ระบบดูดซับความร้อนในดินตื้นเพื่อเพิ่มอุณหภูมิอากาศภายใน (Xu et al. 2014) และ geotextile พื้นดินที่ใช้เป็น groundcover เพื่อรักษาความร้อน นอกจากนี้ ปั๊มความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ยังใช้เพื่อควบคุมอุณหภูมิของน้ำในถังเก็บน้ำที่เก็บความร้อนในหน่วยเพาะปลูกบางแห่ง (Zhou et al. 2016). ไม่นานมานี้ มีการวางแผ่นสีกันความร้อนไว้ด้านบนของหลังคาเพื่อเพิ่มการดูดซับความร้อน (Sun et al. 2013). ในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ที่ซับซ้อนบางแห่งในการเพาะปลูกแบบคลัสเตอร์ เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ขั้นสูงถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงการจัดเก็บความร้อน การผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ และการใช้แสง (Cuce et al. 2016). การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการผลิตพืชเรือนกระจกได้ก้าวหน้าไปในหลายพื้นที่/ประเทศ (Farjana et al. 2018) รวมทั้งออสเตรเลีย ญี่ปุ่น (Cossu et al. 2017), อิสราเอล (Castello et al. 2017) และเยอรมนี (ชมิดท์และคณะ 2012) รวมทั้งประเทศกำลังพัฒนา เช่น เนปาล (ฟุลเลอร์และซาห์นด์ 2012) และอินเดีย (Tiwari et al. 2016). ในประเทศจีน การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์สมัยใหม่มีราคาแพงในปัจจุบัน โดยมีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 9 ปี (Wang et al. 2017). เรามองว่าในขณะที่ระบบการเพาะปลูกพัฒนาไปพร้อมกับเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ขั้นสูง ระยะเวลาคืนทุนจะสั้นลง
อุณหภูมิอากาศภายในและภายนอกคลัสเตอร์สามารถอยู่ในช่วง 20 ถึง 35 °C ในฤดูหนาวที่หนาวเย็นในภาคเหนือของจีน ตัวอย่างเช่น ในโรงงานพลังงานแสงอาทิตย์ที่ Lingyuan (41° 20' น, 119° 31' จ) ในมณฑลเหลียวหนิง ภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีน เรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดยาว 12 เมตร สูง 5.5 เมตร ยาว 65 เมตร พร้อมระบบกักเก็บความร้อน อุณหภูมิอากาศในเวลากลางคืนภายในถึง 13 °C ขณะที่ภายนอก -25.8 °C ความแตกต่าง 39 °C (Sunetal. 2013).
การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการผลิตอาหารเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของ "โกบีเกษตร" ระบบในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ซึ่งแตกต่างจากโรงเรือนแบบดั้งเดิมหรือโรงแก้วที่ต้องใช้พลังงานจากภายนอกในการปลูกพืชผล ซึ่งอาจมีค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม (Hassanien et al. 2016; Canakci และคณะ 2013; วังและคณะ 2017). ตัวอย่างเช่น การใช้พลังงานไฟฟ้าโดยเฉลี่ยต่อปีในโรงเรือนทั่วไปอาจมากกว่า 500 kWhmy (Hassanien et al. 2016) โดยมีค่าใช้จ่ายสูงถึง USD $65,000150,000 ต่อปี (ในกรณีศึกษาของตุรกี) (Canakci et al. 2013). ทั่วโลก การขยายการผลิตพืชผลจากเรือนกระจกแบบเดิมถูกจำกัดเนื่องจากการใช้พลังงานอย่างเข้มข้นและความกังวลเกี่ยวกับการปล่อยคาร์บอน
ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม
การให้ความร้อนแก่โรงเรือนทางการเกษตรด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ มีส่วนทำให้เกิดการปล่อยคาร์บอนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ระบบการเพาะปลูก Gobi ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ให้ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นเนื่องจาก (i) การใช้พลังงานลดลง เนื่องจากการเพาะปลูกพืชต้องอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด ซึ่งแตกต่างจากเรือนกระจกทั่วไปที่มีการจ่ายพลังงานผ่านไฟฟ้าหรือก๊าซธรรมชาติที่ผลิตก๊าซเรือนกระจกจำนวนมาก (ii) ปรับปรุงการประหยัดน้ำ เนื่องจากการเพาะปลูกพืชเกิดขึ้นภายใต้หลังคาพลาสติกที่มีการระเหยของดินต่ำและอัตราส่วนการคายน้ำสูง: การระเหย การชลประทานได้รับการตรวจสอบและควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ส่วนกลางที่ช่วยให้รดน้ำได้อย่างแม่นยำโดยสูญเสียน้ำน้อยที่สุด (iii) ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสำหรับทั้งระบบ (Chai et al. 2012) หรือรอยเท้าต่อหน่วยน้ำหนักของผักสดตามการประเมินวัฏจักรชีวิต (ชัย et al. 2014a). พืชผลที่ปลูกในโรงงานคลัสเตอร์ให้ผลผลิตต่อหน่วยที่ป้อนได้สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (เช่น ปุ๋ย พื้นที่การใช้ที่ดิน) โดยมี CO ในบรรยากาศมากกว่า2 แปลงเป็นชีวมวลของพืชผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงที่ปรับปรุงมากกว่าระบบการเพาะปลูกแบบเปิด (Chang et al. 2013); และ (iv) การใช้สารตั้งต้นของปุ๋ยหมักอาจเพิ่มคาร์บอนในดินเมื่อเวลาผ่านไป (Jiarree et al. 2014; ชัยและคณะ 2014a).
บางกรณีศึกษาได้ประมาณการ CO . สุทธิ2 การตรึงโดยพืชในระบบการเพาะปลูกพลาสติกด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่สูงกว่าในระบบสนามแบบเปิดทั่วไปถึงแปดเท่า (Wang et al. 2011). CO . เพิ่มเติม2 การตรึงในหน่วยการเพาะปลูกหมายถึง CO . น้อยลง2 การปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ (Wu et al. 2015). ขนาดของผลกระทบจะแตกต่างกันไปตามที่ตั้งทางภูมิศาสตร์และโครงสร้างของหน่วยการเพาะปลูก (Chai et al. 2014c). การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าการเพาะปลูกสิ่งอำนวยความสะดวกช่วยให้พืชสามารถแก้ไขCO .ได้มากขึ้น2 จากบรรยากาศในขณะที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่อกิโลกรัมของผลิตภัณฑ์น้อยลง (Chang et al. 2011). ไม่มีการให้ความร้อนเพิ่มเติมแก่หน่วยเพาะปลูก แม้ในฤดูหนาว ประหยัดได้ประมาณ 750 Mg ha-1 ของพลังงานเมื่อเทียบกับการผลิตเรือนกระจกด้วยถ่านหินแบบธรรมดา (Gao et al. 2010). การเพาะปลูก Gobiland เป็นระบบที่ชาญฉลาดด้วยคาร์บอนเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก อย่างไรก็ตาม วรรณกรรมยังขาดการประเมินวัฏจักรชีวิตสำหรับการเพาะปลูกในสถานที่ และจำเป็นต้องมีการวิจัยเชิงลึกมากขึ้นเพื่อประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของระบบการเพาะปลูกเหล่านี้
ประโยชน์เชิงนิเวศน์
ทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีนอุดมไปด้วยแสงแดดและแหล่งความร้อน โดยมีแสงแดดตลอดปีในช่วง 2800 ถึง 3300 ชั่วโมง การพัฒนาระบบการปลูกพืช Gobi ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบคลัสเตอร์สามารถเปลี่ยนแหล่งแสงและความร้อนให้กลายเป็นการผลิตอาหารและให้ประโยชน์ทางนิเวศวิทยาที่สำคัญ ซึ่งบางส่วนมีการเน้นที่ด้านล่าง
ประการแรก ที่ดินโกบีใช้ในการผลิตพืชผลที่มีคุณภาพเพื่อความมั่นคงทางอาหาร ในประเทศจีน พื้นที่เพาะปลูกเฉลี่ยต่อ 100 คนคือ 8 เฮกตาร์ (FAOSTAT 2014) ซึ่งน้อยกว่าพื้นที่ 52 เฮคเตอร์ในสหรัฐอเมริกาอย่างมีนัยสำคัญ 125 เฮคเตอร์ในแคนาดา และ 214 เฮคเตอร์ในออสเตรเลีย ทรัพยากร Cropland ในประเทศจีนลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากการขยายตัวของเมืองอย่างรวดเร็ว เมื่อต้องเผชิญกับพื้นที่เพาะปลูกที่จำกัดต่อหัว ประกอบกับพื้นที่เพาะปลูกที่ใช้สำหรับการก่อสร้างในเมือง จีนจึงได้ดำเนินการขั้นตอนสำคัญในการสำรวจพื้นที่ Gobi ที่อุดมสมบูรณ์สำหรับการเพาะปลูกพืช (Jiang et al. 2014). การเกษตรแบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้บนที่ดิน Gobi แบบทะเลทรายที่ไม่เกิดผล (รูปที่ 6ก) การก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกการเพาะปลูกแบบคลัสเตอร์บนที่ดิน Gobi มีลักษณะเฉพาะสำหรับการบรรเทาความขัดแย้งของที่ดินระหว่างการเกษตรและภาคเศรษฐกิจอื่นๆ (รูปที่ 6ข) และช่วยจัดหาอาหารที่ปลอดภัยให้กับประเทศที่มีประชากรสูง
ประการที่สอง ระบบการผลิตส่วนใหญ่ใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ในท้องถิ่น หน่วยเพาะปลูกแต่ละหน่วยในระบบสร้างและรองรับด้วยโครงที่ทำจากไม้ ไม้ไผ่ หรือแท่งเหล็ก ในช่วงฤดูหนาวที่หนาวเย็น เสื่อฟางที่ผลิตในท้องถิ่นหรือผ้าห่มเสื้อผ้ากันความร้อนจะถูกรีดบนหลังคาลาดเอียงเพื่อเป็นฉนวนเพิ่มเติม กำแพงด้านเหนือของหน่วยเพาะปลูกยังสร้างโดยใช้วัสดุที่หาได้ในท้องถิ่น เช่น โครงเหล็กและบล็อกที่ทำด้วยฟาง (รูปที่ 7ก), กระสอบทราย (รูปที่. 7ข) ก้อนหิน-ส่วนผสมซีเมนต์ (รูปที่. 7ค) หรืออิฐทั่วไป (รูปที่ 7ง).
วัสดุที่หาได้ในท้องถิ่นมีประโยชน์ต่อระบบนิเวศและเศรษฐกิจอย่างมาก เนื่องจากสามารถหาได้ในราคาไม่แพงหรือเก็บได้ฟรี (เช่น หินและหินในพื้นที่ทะเลทรายใกล้เคียง) โดยมีข้อกำหนดในการขนส่งเพียงเล็กน้อย นอกจากนี้ อุปกรณ์สำหรับขนย้ายวัสดุ การผลิตพื้นผิว และการเพาะปลูกพืชผลก็ค่อย ๆ พร้อมใช้งานสำหรับการเพาะปลูกแบบคลัสเตอร์ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาการขาดแคลนแรงงานภาคเกษตรในพื้นที่ชนบทบางแห่งของจีน
ประการที่สาม ระบบการเพาะปลูกนี้ให้โอกาสในการเสริมสร้างนิเวศวิทยาในภูมิภาค พื้นที่ส่วนใหญ่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ดินแดนโกบีไม่มีพืชพรรณ (รูปที่ 6ก) ส่งผลให้สภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาเปราะบาง การกัดเซาะของลมเป็นเรื่องปกติและรุนแรงขึ้นเมื่อสภาพอากาศเปลี่ยนแปลง พายุฝุ่นบ่อยครั้งเกิดขึ้นทางตะวันตกเฉียงเหนือซึ่งมักจะแผ่ขยายไปถึงภูมิภาคอื่นๆ ในเอเชีย การพัฒนาระบบการเพาะปลูกแบบคลัสเตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงแต่มีศักยภาพในการตอบสนองต่อความพร้อมใช้งานของที่ดินที่เหมาะสมในประเทศจีนที่ลดลงเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทในการบรรเทาความเปราะบางของระบบนิเวศในทะเลทรายไปจนถึงสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน (Gao et al. 2010; วังและคณะ 2017). การเปลี่ยนแปลงที่ดิน Gobi ที่ถูกทิ้งร้างให้กลายเป็นพื้นที่เกษตรกรรมอาจช่วยสร้างระบบนิเวศใหม่ ซึ่งจะเปลี่ยนรูปลักษณ์ทางธรรมชาติดั้งเดิมและทำให้สภาพแวดล้อมทางนิเวศน์สวยงาม
ผลกระทบต่อความมั่นคงของชุมชนในชนบท
การพัฒนาทางเศรษฐกิจและสังคมในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนล่าช้ากว่าภาคกลางและภาคตะวันออก โดยมีเขตชุมชนหลายแห่งที่ต่ำกว่าระดับความยากจนของประเทศ การสำรวจพื้นที่กว้างใหญ่ของดินแดนโกบีเพื่อผลิตผักและผลไม้เปิดประตูสู่ภูมิภาคนี้เพื่อเร่งการพัฒนาทางเศรษฐกิจและสังคม มันเปลี่ยนข้อเสียของการแปรสภาพเป็นทะเลทรายโกบีเป็นข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจในระดับภูมิภาคที่ชัดเจน ไม่เพียงแต่ส่งเสริมอุตสาหกรรมการเกษตรเท่านั้น แต่ยังขับเคลื่อนอุตสาหกรรมอื่นๆ ซึ่งช่วยให้ชุมชนในชนบทมีเสถียรภาพ ระบบเกษตรกรรมต้นทุนต่ำนี้กำลังกลายเป็นก้าวสำคัญสำหรับการชุมนุมของชุมชนในชนบท
ระบบการเพาะปลูก Gobi-land ช่วยกระตุ้นการผลิตอาหารและเพิ่มรายได้ของครัวเรือน ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า -ในฤดูหนาว 28 °C เรือนกระจกที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ใช้พลังงานแสงอาทิตย์และที่ดินที่ไม่เหมาะแก่การเพาะปลูกเพื่อผลิตผลไม้และผักตลอดทั้งปี พืชผลในหน่วยการเพาะปลูกแบบคลัสเตอร์ให้ผลผลิตมากกว่าการผลิตในทุ่งโล่งอย่างมีนัยสำคัญโดยมีอัตราส่วนของปัจจัยการผลิตต่อผลผลิตที่สูงกว่า เราวิเคราะห์ผลลัพธ์ทางเศรษฐกิจในการศึกษา 14 เรื่องด้วยหน่วยเพาะปลูกพืชพลังงานแสงอาทิตย์ 120 หน่วย (Xie et al. 2017) เพื่อหารายได้รวมเฉลี่ย USD $56,650 ฮ่า 1 y 1, เป็น10-สูงกว่าการผลิตแบบเปิดโล่งในพื้นที่ทางธรณีวิทยาเดียวกันถึง 30 เท่า ส่งผลให้มีกำไรสุทธิจากการปลูกผักสิ่งอำนวยความสะดวก 10-มากกว่าการผลิตผักในทุ่งถึง 15 เท่าและ70-มากกว่าข้าวโพดในทุ่งโล่ง 125 เท่า (Zea mays) หรือข้าวสาลี (Hordeum หยาบคาย) การผลิต
การจัดตั้งระบบการเพาะปลูกใหม่เหล่านี้สร้างโอกาสการจ้างงานในชนบท การเพาะปลูกสิ่งอำนวยความสะดวกเปลี่ยนการหยุดทำงานของฤดูหนาวให้เป็นฤดูที่วุ่นวายและให้ผลผลิต ซึ่งสร้างโอกาสการจ้างงานในชนบท โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฤดูหนาวที่ครอบครัวในฟาร์มมักจะ "อยู่บ้านคนเดียว" โดยไม่ต้องจ้างงาน การผลิตและการตลาดผลไม้และผักใช้แรงงานมาก สามารถจัดสรรแรงงานในชนบทจำนวนมากเพื่อการเพาะปลูกสิ่งอำนวยความสะดวก (รูปที่ 8ก) ในขณะที่ส่วนอื่นๆ สามารถจัดสรรให้กับการขนส่งและการตลาดของผลิตผลให้กับชุมชนท้องถิ่นหรือบริเวณใกล้เคียงได้ (รูปที่ 8ข) สิ่งสำคัญที่สุดคือ การแปรรูป การเก็บรักษา การเก็บรักษา และการขายผลผลิตสดให้โอกาสการจ้างงานที่ขาดหายไป ซึ่งช่วยสร้างชุมชนที่ปรองดองในสังคม (รูปที่ 8ค) และชุมนุมจิตวิญญาณชุมชนชนบท
ไม่มีรายงานที่ตีพิมพ์ว่าระบบการเพาะปลูกแบบคลัสเตอร์อาจส่งผลต่อการพัฒนาชุมชนในชนบทอย่างไร เราแนะนำว่าระบบเหล่านี้ช่วยให้ชุมชนในชนบทมีชีวิตและมีเสถียรภาพ การจัดตั้งระบบการเพาะปลูกบนที่ดิน Gobi ช่วยให้การเกษตรในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนสามารถขยายขอบเขตการผลิตขั้นต้นได้ ด้วยเหตุนี้ ความอยู่รอดของชุมชนและความมั่นคงในระยะยาวจึงเพิ่มขึ้น เนื่องจาก (i) เทคโนโลยีใหม่ๆ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงการเพาะปลูกบนดิน Gobi เช่น การขยายพันธุ์พืช การพัฒนาพื้นผิว และมาตรการควบคุมศัตรูพืช ซึ่งกลายเป็นวิธีการสำคัญสำหรับชุมชนในชนบทในการพัฒนา แบบยั่งยืน (ii) การเพาะปลูกสิ่งอำนวยความสะดวกให้ผลไม้และผักสดแก่ชุมชนตลอดทั้งปี ตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของชนชั้นกลางสำหรับอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการและดีต่อสุขภาพ; และ (iii) การจัดตั้งระบบการเพาะปลูกใหม่ช่วยเสริมสร้างความสามัคคีภายในของชนกลุ่มน้อยทางชาติพันธุ์ เนื่องจากพลเมืองของชนกลุ่มน้อยต้องการอาหารที่หลากหลายและมีลักษณะเฉพาะ ซึ่งได้รับความพึงพอใจจากผลผลิตสดใหม่ตลอดทั้งปีของระบบการเพาะปลูก
ความท้าทายที่สำคัญ
ระบบการเพาะปลูกบนที่ดิน Gobi มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในประเทศจีนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยมีศักยภาพในการขยายพื้นที่โรงงานและระดับการผลิต (Jiang et al. 2015). อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องแก้ไขข้อจำกัดและความท้าทายบางประการ
ข้อจำกัดด้านทรัพยากรน้ำ
หนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดสำหรับการเกษตรในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนคือการขาดแคลนน้ำ ความพร้อมใช้งานของน้ำจืดประจำปีอยู่ในระดับต่ำที่ <760 m3 ต่อหัว y 1 (ชัย et al. 2014b). ในทางเดินเหอซีของมณฑลกานซู ปริมาณน้ำฝนรายปีคือ < 160 มม. ในขณะที่การระเหยประจำปีคือ > 1500 มม. (เติ้ง et al. 2006). พื้นที่เพาะปลูกที่ครั้งหนึ่งเคยให้ผลผลิตจำนวนมากตามเส้นทางสายไหม "หยุดชั่วคราว" ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากการขาดแคลนน้ำ การปลูกพืชในทุ่งโล่งส่วนใหญ่ใช้วิธีดั้งเดิม "น้ำท่วม" การชลประทานที่เกิน 10,000 m3 ha-1 ตามฤดูกาลปลูก (ชัย et al. 2016). การใช้ทรัพยากรน้ำมากเกินไปมีแนวโน้มที่จะทำให้สภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาแย่ลงไปอีกและทำให้ทรัพยากรน้ำใต้ดินที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้หมดลง (Martinez-Fernandez และ Esteve 2005). การผลิตผักต้องการน้ำปริมาณมากในช่วงระยะเวลาการเจริญเติบโตที่ยาวนาน และการตกตะกอนก็ไม่สามารถตอบสนองความต้องการสำหรับการเจริญเติบโตของพืชได้อย่างเหมาะสม ในทางเดินเหอซีของมณฑลกานซู่ ซึ่งระบบการเพาะปลูกแบบกลุ่มได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แหล่งน้ำที่สำคัญสำหรับทุกภาคส่วนมาจากการสะสมของหิมะในภูเขา Qilian ในฤดูหนาว โดยมีหิมะละลายในฤดูร้อนป้อนแม่น้ำและน้ำใต้ดินใน หุบเขา (ชัย et al. 2014b). ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา ระดับหิมะที่วัดได้บนภูเขา Qilian ได้ขยับขึ้นไปที่อัตรา 0.2 ถึง 1.0 เมตรต่อปี (Che และ Li 2005) ในขณะที่ระดับน้ำบาดาลในหุบเขา (ที่จ่ายโดยน้ำจากภูเขา) ได้ลดลงอย่างต่อเนื่อง และความพร้อมของน้ำใต้ดินลดลงอย่างมาก (จาง 2007). ดังนั้นโอเอซิสธรรมชาติบางส่วนตามเส้นทางสายไหมเก่าจึงค่อยๆ หายไป การขุดห้องใต้ดินบางส่วนถูกใช้เพื่อประหยัดปริมาณน้ำฝนเพื่อจัดหาน้ำสำรอง แต่ประสิทธิภาพโดยทั่วไปต่ำ วิธีประหยัดน้ำหรือปรับปรุง WUE ในการผลิตพืชผลเป็นสิ่งสำคัญสำหรับระบบการเพาะปลูกบนบก Gobi ในระยะยาว
สภาพแวดล้อมทางนิเวศที่เปราะบาง
ทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน การบริจาคที่ดินมีฐานะยากจน ภูเขาและหุบเขาพร้อมกับโอเอซิสและดินแดนโกบีทำให้เกิดสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาที่ซับซ้อน ภัยแล้งและพายุฝุ่นบ่อยครั้งทำให้สภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาแย่ลง ประมาณ 88% ของพื้นที่ทั้งหมดของทางเดิน Gansu Hexi Corridor ได้รับความเดือดร้อนจากการกลายเป็นทะเลทราย และแนวการแปรสภาพเป็นทะเลทรายกำลังเคลื่อนไปทางใต้สู่พื้นที่การเกษตร สภาพธรรมชาติในภูมิภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนได้รับการอธิบายเป็น "ลมพัดก้อนหินทุกที่ที่มีหญ้าเติบโตที่ไหนสักแห่ง" พรรณนาถึงสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาที่เปราะบาง การใช้สารกำจัดศัตรูพืชในปริมาณมากในการเพาะปลูกในสถานที่นั้นเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงาน การขาดการบำบัดที่เหมาะสมสำหรับพื้นผิวอินทรีย์ที่นำกลับมาใช้ใหม่อาจก่อให้เกิดมลพิษต่อแหล่งน้ำใต้ดิน ทำให้เกิดความกังวลต่อสาธารณชนทั่วไป
ข้อจำกัดด้านทรัพยากรแรงงาน
การจัดหาแรงงานเพื่อการเกษตรโดยทั่วไปมีน้อยและไม่เพียงพอ เนื่องจากแรงงานวัยหนุ่มสาวจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ย้ายไปยังเมืองเพื่อหาเลี้ยงชีพ นำไปสู่การขาดแคลนทรัพยากรแรงงานทางการเกษตรในพื้นที่ชนบท นโยบายของรัฐบาลในปัจจุบันที่กระตุ้นให้เกษตรกรเต็มใจที่จะปลูกพืชผลนั้นไม่เอื้ออำนวยต่อการพัฒนาชุมชนในชนบท ซึ่งทำให้ปัญหาการขาดแคลนแรงงานในชนบททวีความรุนแรงขึ้น นอกจากนี้ ฟาร์มครอบครัวในฐานะหน่วยเกษตรกรรมอิสระยังคงเป็นรูปแบบหลักของการจัดการฟาร์ม และนโยบายของรัฐบาลในปัจจุบันเกี่ยวกับการถือครองที่ดินอาจห้ามเกษตรกรไม่ให้ซื้อและขายที่ดิน ซึ่งอาจจำกัดการพัฒนาระบบการเพาะปลูกในวงกว้าง นอกจากนี้ ระดับการศึกษาในภาคตะวันตกเฉียงเหนือโดยทั่วไปจะต่ำกว่าภาคกลางและภาคตะวันออก รัฐบาลกลางได้ดำเนินนโยบายการศึกษาภาคบังคับสำหรับทั้งประเทศ แต่คนจำนวนมากในภาคตะวันตกเฉียงเหนือไม่สามารถสำเร็จการศึกษา 9 ปีได้ จากทั้งหมดที่กล่าวมาอาจสร้างสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการจัดหาแรงงานในชนบท ซึ่งอาจขัดขวางการพัฒนาระบบสิ่งอำนวยความสะดวกบนบกของ Gobi อย่างกว้างขวาง
ความยั่งยืนทางเศรษฐกิจ
ด้วยการปรับปรุงมาตรฐานการครองชีพ ผู้บริโภคจึงต้องการผลิตภัณฑ์สดใหม่ที่มีคุณภาพและคุณค่าทางโภชนาการสูง มีประชากรส่วนน้อยจำนวนมาก (ส่วนใหญ่มีอัตลักษณ์ของ Hui และ Dongxiang) ทางตะวันตกเฉียงเหนือที่มีนิสัยการบริโภคอาหารที่เป็นผักเป็นหลัก ซึ่งต้องการผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการของพวกเขา สิ่งนี้สร้างโอกาสสำหรับตลาดใหม่ด้วยผลิตภัณฑ์ใหม่ อย่างไรก็ตาม ตลาดสำหรับผลิตผลสดที่จัดหาโดยระบบการเพาะปลูกบนบกโกบีอาจอิ่มตัวได้ง่าย เนื่องจากประชากรในหกจังหวัดทางตะวันตกเฉียงเหนือมีสัดส่วนเพียง 6.6% ของประเทศ'รวมโดยมีรายได้ต่อหัวที่ใช้แล้วทิ้งต่ำมาก ในปี 2012 GDP ต่อหัวในหกจังหวัดทางตะวันตกเฉียงเหนือเฉลี่ย 26,733 หยวน (เทียบเท่า 4100 ดอลลาร์สหรัฐฯ) ซึ่งต่ำกว่าประเทศ 31%'เฉลี่ย ผู้มีรายได้น้อยและมีผู้บริโภคเพียงไม่กี่รายอาจจำกัดการพัฒนาตลาดใหม่ในพื้นที่และมีความเสี่ยงที่สำคัญต่อความยั่งยืนทางเศรษฐกิจในระยะยาว จำเป็นต้องมีการศึกษาเพื่อตรวจสอบว่าระบบนี้มีความยั่งยืนเพียงใด และต้องทำอย่างไรเพื่อให้เกิดความยั่งยืนทางเศรษฐกิจในระยะยาว เราตระหนักดีว่ามีศักยภาพมหาศาลในการทำตลาดผลิตผลสดไปยังพื้นที่ภาคกลางและตะวันออกที่มีประชากรสูงของประเทศ เราแนะนำว่าลำดับความสำคัญสำหรับการขยายตลาดมุ่งเน้นไปที่: (i) การจัดตั้งสิ่งที่เรียกว่า "ห่วงโซ่มังกร" โลจิสติกส์การตลาดที่เชื่อมโยง "การเพาะปลูก-ค้าส่ง-ผู้ค้าปลีก-ผู้บริโภค" ในห่วงโซ่คุณค่า (ii) การปรับปรุงระบบขนส่งระหว่างภูมิภาคเฉพาะสำหรับการเคลื่อนย้ายสินค้าเกษตร; และ (iii) การพัฒนากลไกสำหรับการควบคุมคุณภาพ การประกันความปลอดภัย และราคาที่ยุติธรรม
คุณภาพของผลิตภัณฑ์และสุขภาพ
ความเข้มข้นของโลหะหนักในดินของโรงงานบางแห่งสูงกว่าในทุ่งโล่ง ผลผลิตที่ปลูกในโรงงานบางครั้งอาจมีผลหารอันตรายที่เป็นเป้าหมายของโลหะหนักมากกว่าผักในทุ่งโล่ง (Chen et al. 2016) ส่วนหนึ่งเป็นเพราะของเสียของมนุษย์และของเสียอื่นๆ รวมอยู่ในพื้นผิว ในโรงงานบางแห่ง ใส่ปุ๋ยสังเคราะห์มากเกินไปถึง 670 กก. N ha 1, พร้อมด้วย 1230 กก. N ha 1 จากวัสดุอินทรีย์ เช่น ปุ๋ยคอก ถูกนำมาใช้ในการผลิตพืชผักเป็นประจำทุกปี (Gao et al. 2012). นอกจากนี้ ฟิล์มพลาสติกที่ใช้สำหรับหลังคาและคลุมดินในหน่วยเพาะปลูกมักเกี่ยวข้องกับเอสเทอร์ของกรดพาทาลิกที่เติมระหว่างการผลิตฟิล์มพลาสติก อาจมีความเสี่ยงต่อสุขภาพในระยะยาวต่อผู้ปลูกที่สัมผัสกับมลพิษ (Ma et al. 2015; วังและคณะ 2015; จางและคณะ 2015). ระดับของพาทาเลตในดินจีนโดยทั่วไปจะอยู่ในระดับสูงสุดของโลก (Lu et al. 2018) และพืชผลในโรงงานที่ทำพลาสติกอย่างหนักอาจมี phthalates ในระดับสูง (Chen et al. 2016; มาและคณะ 2015; จางและคณะ 2015). ผู้ปฏิบัติงานที่สัมผัสกับ phthalates อาจมีความเสี่ยงต่อสุขภาพ (Lu et al. 2018). จำเป็นต้องมีการวิจัยเพื่อพัฒนาแนวทางที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดความเข้มข้นของพทาเลตในผลผลิต ความเสี่ยงของปริมาณ phthalates ที่มีต่อสุขภาพของมนุษย์อาจไม่มีหรือน้อย แต่ต้องได้รับการยืนยัน ต้องระบุระดับขีดจำกัดของความเข้มข้นของโลหะหนักในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย อาจจำเป็นต้องพัฒนาวิธีการบำบัดทางชีวภาพที่ซับซ้อนบางอย่างเพื่อการฟื้นฟูดินที่มีมลพิษทางโลหะสูง เพื่อลดผลกระทบของความเข้มข้นของโลหะหนักที่อาจเกิดขึ้น
การกำหนดนโยบายเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืนในระบบที่ดินโกบี
ระบบการเพาะปลูกแบบคลัสเตอร์ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2017 พื้นที่โกบีประมาณ 3000 เฮคเตอร์อยู่ภายใต้การเพาะปลูกในจังหวัดกานซูเพียงแห่งเดียว พื้นที่นี้มีข้อได้เปรียบทางภูมิศาสตร์สำหรับผัก การผลิต รวมทั้งแสงแดดที่ยาวนาน อุณหภูมิที่แตกต่างกันมากระหว่างกลางวันและกลางคืน และท้องฟ้าแจ่มใสมีมลพิษทางอากาศเพียงเล็กน้อย/ไม่มีเลย ระบบการเพาะปลูกสิ่งอำนวยความสะดวกถือเป็น "ปาฏิหาริย์ดินแดนโกบี" สำหรับประเทศจีน'การพัฒนาทางเศรษฐกิจและสังคม เราขอแนะนำลำดับความสำคัญของการกำหนดนโยบายต่อไปนี้เพื่อให้แน่ใจว่าการพัฒนาระบบที่ดีมีความเสถียรในระยะยาว
ความสมดุลระหว่างการสำรวจและการป้องกัน
เราเสนอให้มีการพัฒนานโยบายที่เน้นที่ "ปกป้องสิ่งแวดล้อมทางนิเวศวิทยาในขณะที่สำรวจดินแดนใหม่" หมายความว่าการพัฒนาระบบการเพาะปลูกบนที่ดิน Gobi ไม่ควรส่งผลกระทบทางลบต่อสิ่งแวดล้อม นโยบายควรมีรายละเอียดวิธีการเสริมสร้างผลิตภาพของระบบในขณะที่ส่งเสริมความยั่งยืนของระบบนิเวศ เครดิตสิ่งแวดล้อม "ประกันภัยสีเขียว," และ "การจัดซื้อสีเขียว" ควรพิจารณาและรวมไว้ในการประเมินความยั่งยืนของระบบ นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีนโยบายสำหรับการใช้ปุ๋ยเคมี โลหะหนักและสารอันตราย ยาฆ่าแมลงที่ตกค้างสูง และการรีไซเคิลฟิล์มพลาสติก เป็นต้น ควรมีการกำหนดนโยบายเฉพาะบางอย่างเพื่อกำหนดเป้าหมายประเด็นสำคัญในท้องถิ่น ตัวอย่างเช่น ควรสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกสำรองน้ำควบคู่ไปกับหน่วยเพาะปลูกในพื้นที่ด้านตะวันตกของ Hexi Corridor ซึ่งการขนส่งน้ำในคลองเปิดที่มีอยู่ในปัจจุบันเพื่อชลประทานหน่วยเพาะปลูกมีความเสี่ยงสูงต่อการสูญเสียน้ำระหว่างการขนส่งและการชลประทาน
พัฒนามาตรการการใช้น้ำอย่างเป็นระบบและประหยัดน้ำ
เพื่อใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่จากที่ดิน Gobi ที่อุดมสมบูรณ์ในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ควรมีการกำหนดนโยบายการใช้น้ำที่เข้มงวดและปฏิบัติได้จริง ลำดับความสำคัญในระยะสั้น ได้แก่ (i) กฎหมายคุ้มครองทรัพยากรน้ำสำหรับ "การวัดน้ำ""การควบคุมการขุดเจาะน้ำ," และ "อำนาจของลำธารและสปริง" มีระเบียบโดยละเอียดเกี่ยวกับสิทธิการใช้น้ำ โควต้า ค่าธรรมเนียม และการควบคุมคุณภาพ (ii) การก่อสร้างแหล่งเก็บน้ำและการจัดเก็บน้ำฝนโดยใช้เทคโนโลยีการเก็บกักเก็บน้ำใต้ดิน การใช้ทรัพยากรน้ำผิวดินให้เกิดประโยชน์สูงสุด การสำรวจน้ำบาดาลตามแผน และการนำระบบอนุญาตการบริโภคน้ำมาใช้; (iii) เสริมสร้างความรับผิดชอบของหน่วยงานธุรการในทุกระดับเพื่อควบคุมการจัดสรรน้ำ ขจัดของเสียจากน้ำ และส่งเสริมการใช้ทรัพยากรน้ำอย่างมีเหตุผล (iv) การพัฒนาระบบการเกษตรแบบประหยัดน้ำ รวมถึงการย้ายจากการชลประทานน้ำท่วมหรือร่องน้ำไปเป็นการชลประทานแบบหยดใต้ผิวดิน การใช้คลุมดินเพื่อลดการระเหย และปรับปรุงระบบคลองชลประทานภาคสนาม และ (v) ในระยะยาว การส่งเสริมการขยายพันธุ์สำหรับพันธุ์ที่ทนแล้ง การปฏิรูประบบการเกษตร และการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวก
เสริมสร้างนวัตกรรมเทคโนโลยีเกษตร
เทคโนโลยีมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาระบบการเพาะปลูกที่ดินโกบีอย่างยั่งยืน ดังนั้น นโยบายด้านเทคโนโลยีจึงควรครอบคลุม: (i) การสร้างศูนย์นวัตกรรมระดับภูมิภาคและสถานีทดสอบ การจัดตั้ง "เงินทุนเป้าหมาย" เฉพาะสำหรับระบบการเพาะปลูกที่ดิน Gobi เพื่อแก้ไขปัญหาเร่งด่วน และเพิ่มการลงทุนในการวิจัย/สาธิตและแพลตฟอร์มนวัตกรรมทางเทคโนโลยี (ii) การพัฒนาระบบส่งเสริมเทคโนโลยี—ซึ่งนโยบายของรัฐบาลส่งเสริมสถาบันวิจัยในทุกระดับเพื่อดำเนินการเผยแพร่เทคโนโลยี—และการจัดตั้งสำนักงานเทคโนโลยีในท้องถิ่นเพื่อดำเนินการบริการด้านเทคนิคในพื้นที่ชนบท; (iii) การใช้มาตรการเพื่อดึงดูดและรักษาพนักงานให้ทำงานในภูมิภาคตะวันตกเฉียงเหนือที่ด้อยพัฒนา (iv) การเพิ่มระดับการศึกษาของเกษตรกรเกินกว่า 9 ปีภาคบังคับ การส่งเสริมการรู้หนังสือทางเทคโนโลยีในประชากรในชนบทผ่านการฝึกอบรมทักษะทางอาชีพ และการอบรมเลี้ยงดูเกษตรกรรุ่นใหม่ให้ใช้เทคโนโลยีทางการเกษตรที่เป็นนวัตกรรมใหม่ และ (v) การพัฒนาโปรแกรมการฝึกอบรมพิเศษของมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยสำหรับบุคลากรเทคโนโลยีการเกษตรเพื่อส่งเสริมเทคโนโลยีขั้นสูง
ควบคุมห่วงโซ่อาหาร
ปริมาณผักและผลไม้สดที่ผลิตในโรงงานแบบคลัสเตอร์มักจะมากกว่าที่ชุมชนในชนบทและในเมืองใกล้เคียงต้องการ การขนส่งผักผลไม้สดไปยังตลาดในประเทศและต่างประเทศในเวลาที่เหมาะสมจะช่วยให้การผลิตและการตลาดมีความสมดุล จำเป็นต้องมีนโยบายเพื่ออำนวยความสะดวกกลไกการตลาดและการขนส่ง ควรเพาะพันธุ์พันธุ์เพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดที่หลากหลายซึ่งครอบคลุมผลิตภัณฑ์และรสนิยมที่หลากหลายที่เหมาะกับกลุ่มชาติพันธุ์และศาสนาที่แตกต่างกัน นโยบายดังกล่าวควรสนับสนุนตลาดค้าส่ง ร้านค้าปลีก ระบบขนส่งสินค้าเย็น และระบบตรวจสอบข้อมูล อาจจำเป็นต้องมีนโยบายสำหรับระบบขนส่ง ซึ่งรวมถึงการก่อสร้างทางรถไฟสายหลักที่นำไปสู่ภาคกลางและตะวันออกของจีน ตลอดจนการเข้าถึงช่องทางบกทางบกในรัสเซีย มองโกเลียตอนนอก เอเชียตะวันตก และยุโรป
ปลูกฝังอาชีพเกษตรกร
เกษตรกรเป็นผู้เล่นหลักในการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมในชนบท แต่เกษตรกรรุ่นใหม่จำนวนมากได้ย้ายไปยังเมืองเพื่อหารายได้อื่น โดยปล่อยให้พื้นที่เพาะปลูกว่างเปล่าเป็นเวลาหลายปีโดยมีผลผลิตเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยในบางพื้นที่ (Seeberg และ Luo 2018; เย 2018). จำเป็นต้องมีนโยบายที่สนับสนุนการเพิ่มรายได้ของฟาร์มจากการผลิตอาหารเพื่อส่งเสริมให้เกษตรกรรุ่นเยาว์อยู่ในฟาร์ม ซึ่งในที่สุดจะปรับปรุงเสถียรภาพทางเศรษฐกิจและสังคมของชุมชนในชนบท ประเด็นสำคัญของนโยบายควรปลูกฝังเกษตรกรสายพันธุ์ใหม่ที่มีคุณสมบัติและทักษะการจัดการที่ดีขึ้น ซึ่งช่วยให้ย้ายศักยภาพจากฟาร์มครอบครัวขนาดเล็กแบบพอเพียงแบบเดิม ๆ แบบพอเพียงไปเป็นวิสาหกิจฟาร์มขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นแนวทางในการพัฒนาการเกษตรสมัยใหม่ในประเทศจีน นโยบายที่ดินในปัจจุบันอาจจำเป็นต้องได้รับการต่ออายุ เพื่อให้เกษตรกรที่มีทักษะและเป็นมืออาชีพสามารถขยายฟาร์มของตนและเพิ่มประสิทธิภาพการดูแลฟาร์มได้ตามความเหมาะสม
สร้างระบบบริการสังคมที่ดี
ชุมชนชนบททางตะวันตกเฉียงเหนือมีความด้อยพัฒนาในอดีตเมื่อเทียบกับภาคกลางและภาคตะวันออกของจีน จำเป็นต้องมีนโยบายเพื่อสร้างระบบบริการสังคมที่มีประสิทธิภาพซึ่งมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงการศึกษา สุขภาพและการจ้างงาน และยกระดับมาตรฐานการครองชีพโดยรวม เกษตรกรรมเป็นธุรกิจหลักในชุมชนชนบท จำเป็นต้องมีนโยบายเพื่อส่งเสริมการพัฒนาสหกรณ์การเกษตรขนาดใหญ่เพื่อใช้ทรัพยากรที่ดินและน้ำอย่างมีประสิทธิภาพพร้อมรายได้ที่เพิ่มขึ้นสำหรับครอบครัวชาวนา สำหรับระบบการเพาะปลูกในดินแดนโกบี จำเป็นต้องมีนโยบายเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตพืชผล การแปรรูปอาหาร และการกระจายผลิตภัณฑ์ในชุมชนท้องถิ่นและบริเวณใกล้เคียง การจัดวาง/การกระจายพื้นที่เพาะปลูกอย่างเหมาะสมในพื้นที่เชิงนิเวศต่างๆ เป็นสิ่งจำเป็น เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคที่หลากหลายสำหรับผลไม้และผักสดในระดับภูมิภาค/ท้องถิ่น และเพื่อสำรวจโอกาสในระดับสากล จำเป็นต้องมีนโยบายเพื่อรับรองความปลอดภัยและคุณภาพของผลผลิตจากระบบโรงงานที่มีรายละเอียดเกี่ยวกับการจัดเก็บ การขนส่ง และการหมุนเวียนของผลิตผลสดนอกฤดูเพื่อลดความเสี่ยงของการสูญเสียความสดและคุณภาพ
สรุป
ทรัพยากรที่ดินเป็นศูนย์กลางของการเกษตรและเชื่อมโยงกับความท้าทายระดับโลกในด้านความมั่นคงด้านอาหารและการดำรงชีวิตของชาวชนบทหลายล้านคน คาดว่าประชากรโลกจะสูงถึง 9.1 พันล้านคนภายในปี 2050 และการผลิตอาหารในประเทศกำลังพัฒนาจำเป็นต้องเพิ่มเป็นสองเท่าจากระดับปี 2015 ทรัพยากรที่ดินอยู่ภายใต้ความเครียดอย่างหนักในประเทศกำลังพัฒนาเนื่องจากการขยายตัวของเมืองอย่างรวดเร็วซึ่งแข่งขันกันเพื่อให้ได้ที่ดินที่มีการเกษตร จีนได้จัดตั้งระบบการเพาะปลูกพืชใหม่บนที่ดินโกบี ได้แก่ "โกบีเกษตร" ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มของหน่วยเพาะปลูกแต่ละหน่วย (มากถึงหลายร้อย) ที่ทำจากวัสดุที่หาได้ในท้องถิ่นและขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ หน่วยเพาะปลูกที่มีลักษณะคล้ายเรือนกระจกมีหลังคาพลาสติกผลิตผักและผลไม้สดคุณภาพสูงตลอดทั้งปี เราคาดว่าระบบเหล่านี้จะครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 2.2 ล้านเฮกตาร์ภายในปี 2020 ซึ่งจะกลายเป็นรากฐานที่สำคัญของการผลิตอาหารในประเทศจีน'ประวัติศาสตร์การเกษตร ในการตรวจสอบนี้ เราระบุคุณลักษณะเฉพาะบางอย่างของระบบการเพาะปลูก รวมถึงผลผลิตที่ดินที่เพิ่มขึ้นต่อหน่วยอินพุต การปรับปรุง WUE และประโยชน์ต่อระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น ระบบการเพาะปลูกนี้ให้โอกาสที่ยอดเยี่ยมในการสำรวจทรัพยากรที่มีอยู่ในท้องถิ่นเพื่อเพิ่มคุณค่าให้กับคนในชนบทและรับประกันความอยู่รอดในระยะยาวของชุมชนในชนบท ระบบนี้ยังเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญที่ต้องแก้ไข
เราระบุประเด็นสำคัญบางประเด็นและประเด็นสำคัญในการวิจัยที่เกี่ยวข้องในระยะใกล้ (3-5 ปี) ที่จะช่วยเพิ่มความยั่งยืนของระบบการเพาะปลูกที่เป็นเอกลักษณ์นี้ เราขอแนะนำอย่างยิ่งให้พัฒนานโยบายของรัฐบาลที่เกี่ยวข้องและระบบบริการสังคมในพื้นที่ชนบทเพื่อให้เกิดผลกำไรทางเศรษฐกิจและความยั่งยืนทางสิ่งแวดล้อมด้านสิ่งแวดล้อมของระบบการเพาะปลูกโกบี
กิตติกรรมประกาศ ผู้เขียนขอขอบคุณทุกท่านที่สละเวลาและความพยายามในการเข้าร่วมการวิจัยนี้ และเจ้าหน้าที่ที่ศูนย์บริการเทคนิคผักของเขตซูโจว เมืองจิ่วฉวน และหน่วยงานส่งเสริมการเกษตร Wuwei เมืองอู่เว่ย มณฑลกานซู่ สำหรับการให้ข้อมูลบางส่วน และรูปภาพที่นำเสนอในบทความ
การฝากและถอนเงิน การศึกษาครั้งนี้ได้รับทุนสนับสนุนจาก "กองทุนพิเศษของรัฐเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกษตรเพื่อสาธารณประโยชน์ (หมายเลขทุน 201203001)""ระบบวิจัยการเกษตรของจีน (หมายเลขทุน CARS-23-C-07)""กองทุนโครงการหลักวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจังหวัดกานซู่ (ให้หมายเลข 17ZD2NA015)" และ "กองทุนพิเศษเพื่อนวัตกรรมและการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแนะนำโดยมณฑลกานซู่ (หมายเลขทุน 2018ZX-02)"
การปฏิบัติตามมาตรฐานทางจริยธรรม
ขัดผลประโยชน์ ผู้เขียนประกาศว่าพวกเขาไม่มีความขัดแย้งทางผลประโยชน์
เปิดการเข้าถึง บทความนี้เผยแพร่ภายใต้เงื่อนไขของ Creative Commons Attribution 4.0 International License (http:// creativecommons.org/licenses/by/4.0/) ซึ่งอนุญาตให้ใช้ แจกจ่าย และทำซ้ำได้ไม่จำกัดในสื่อใดๆ โดยที่คุณให้เครดิตที่เหมาะสม ถึงผู้เขียนต้นฉบับและแหล่งที่มา ระบุลิงก์ไปยังใบอนุญาต Creative Commons และระบุว่ามีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่
อ้างอิง
ชาเคียร์ จี, อูน ซี, บาสเคนท์ อีซี, โคเซ่ เอส, ซิฟริกายา เอฟ, เคเล่5 S (2008) การประเมินการกลายเป็นเมือง การกระจายตัว และการใช้ประโยชน์ที่ดิน/รูปแบบการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ปกคลุมในเมืองอิสตันบูล ประเทศตุรกี ตั้งแต่ปี 1971 ถึง 2002 การพัฒนาที่ดินเสื่อมโทรม 19:663-675. https://doi.org/10.1002/ldr.859
Canakci M, Yasemin Emekli N, Bilgin S, Caglayan N (2013) ความต้องการความร้อนและต้นทุนในโครงสร้างเรือนกระจก: กรณีศึกษาสำหรับภูมิภาคเมดิเตอร์เรเนียนของตุรกี ต่ออายุพลังงานอย่างยั่งยืน Rev 24: 483-490. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.03.026
คาสเตลโล I, D'Emilio A, Raviv M, Vitale A (2017) โซลาไรซ์ในดินเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ยั่งยืนในการควบคุมการติดเชื้อมะเขือเทศปลอมในโรงเรือน Agron Sustain Dev 37:59. https://doi.org/10.1007/ s13593-017-0467-1
Chai L, Ma C, Ni JQ (2012) การประเมินประสิทธิภาพของระบบปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินสำหรับการทำความร้อนในเรือนกระจกในภาคเหนือของจีน Biosyst อังกฤษ 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) รอยเท้าคาร์บอนของระบบปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ที่ให้ความร้อนตามการประเมินวัฏจักรชีวิต 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) นวัตกรรมการประหยัดน้ำในการเกษตรของจีน Adv Agron 126:149-201. https://doi.org/10.1007/s13593-015-0338-6
Chai Q, Qin AZ, Gan YT, Yu AZ (2014c) ผลผลิตที่สูงขึ้นและการปล่อยคาร์บอนต่ำลงโดยการผสมข้าวโพดที่มีการข่มขืน ถั่วลันเตา และข้าวสาลีในพื้นที่ชลประทานที่แห้งแล้ง 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) การควบคุมการชลประทานที่ขาดดุลสำหรับการผลิตพืชผลภายใต้ความเครียดจากภัยแล้ง รีวิว 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) การประเมินบริการระบบนิเวศสุทธิของการปลูกผักเรือนกระจกพลาสติกในประเทศจีน อีคอล อีคอน 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) การปลูกผักในเรือนกระจกพลาสติกช่วยส่งเสริมบริการของระบบนิเวศในภูมิภาคนอกเหนือจากการจัดหาอาหารหรือไม่? ด้านหน้า Ecol Environ 11:43-49. https://doi.org/10.1890/100223
Che T, Li X (2005) การกระจายเชิงพื้นที่และการเปลี่ยนแปลงชั่วขณะของแหล่งน้ำหิมะในประเทศจีนระหว่างปี 1993-2002. เจ กลาเซียล จีโอไครอล 27:64-67
Chen C, Li Z, Guan Y, Han Y, Ling H (2012) ผลกระทบของวิธีการสร้างต่อคุณสมบัติทางความร้อนของคอมโพสิตการจัดเก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสสำหรับเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ 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) การตอบสนองเชิงปริมาณของผลผลิตมะเขือเทศเรือนกระจกและคุณภาพต่อการขาดน้ำในระยะการเจริญเติบโตที่แตกต่างกัน 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) สารอาหาร โลหะหนัก และเอสเทอร์ของกรดพทาเลตในดินเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในเขต Round-Bohai Bay-Region ประเทศจีน: ผลกระทบของปีการเพาะปลูกและชีวภูมิศาสตร์ 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) อัลกอริธึมสำหรับการคำนวณการกระจายแสงในโรงเรือนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ พลังงานโซล 141:38-48. https:// doi.org/10.1016/j.solener.2016.11.024
Cuce E, Cuce PM, Young CH (2016) ศักยภาพการประหยัดพลังงานของฉนวนแก้วโซลาร์เซลล์: ผลลัพธ์ที่สำคัญจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการและในแหล่งกำเนิด พลังงาน 97:369-380. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.12.134
de Grassi A, Salah Ovadia J (2017) วิถีของพลวัตการได้มาซึ่งที่ดินขนาดใหญ่ในแองโกลา: ความหลากหลาย ประวัติศาสตร์ และนัยสำหรับเศรษฐกิจการเมืองของการพัฒนาในแอฟริกา นโยบายการใช้ที่ดิน 67:115-125. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2017.05.032
Deng XP, Shan L, Zhang H, Turner NC (2006) การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้น้ำเพื่อการเกษตรในพื้นที่แห้งแล้งและกึ่งแห้งแล้งของจีน Agric Water Manag 80:23-40. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2005.07.021
Du S, Ma Z, Xue L (2016) ปริมาณการให้ปุ๋ยแบบหยดที่เหมาะสมที่สุดช่วยเพิ่มผลผลิตมัสค์เมล่อน คุณภาพ และประสิทธิภาพการใช้น้ำและไนโตรเจนในเรือนกระจกพลาสติกของทุ่งกรวด Trans Chinese Soc Agr Eng 32:112-119. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2016. 05.016
FAOSTAT (2014) หนังสือประจำปีสถิติของ FAO – อาหารและการเกษตรของโลก องค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติ 2013. https://doi.org/10.1073/pnas.1118568109
Farjana SH, HudaN, Mahmud MAP, Saidur R (2018) ความร้อนจากกระบวนการพลังงานแสงอาทิตย์ในระบบอุตสาหกรรม - การทบทวนระดับโลก ต่ออายุพลังงานอย่างยั่งยืน Rev 82:2270-2286. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.065
Fu GH, Liu WK (2016) ผลกระทบต่อการเย็นตัวลงและเพิ่มผลผลิตของพริกหวานด้วยวิธีการเพาะปลูกแบบใหม่: ฝังพื้นผิวสันดินในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ของจีน 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) ผลของการปลูกพืชเชิงเดี่ยวของมะเขือเทศอย่างต่อเนื่องต่อคุณสมบัติของจุลินทรีย์ในดินและกิจกรรมของเอนไซม์ในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ ความยั่งยืน (สวิตเซอร์แลนด์) 9. https://doi.org/10.3390/su9020317
Fu G, Li Z, Liu W, Yang Q (2018) ปรับปรุงความสามารถในการบัฟเฟอร์อุณหภูมิของรูตโซน ช่วยเพิ่มผลผลิตพริกหวานผ่านการเพาะปลูกฝังดินในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ Int J Agric จิตเวช Eng 11: 41-47. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20181102.2679
Fuller R, Zahnd A (2012) เทคโนโลยีเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อความมั่นคงด้านอาหาร: กรณีศึกษาจาก Humla District, NW เนปาล ภูเขา 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) โครงสร้าง ฟังก์ชัน การใช้งาน และประโยชน์ทางนิเวศวิทยาของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์แบบลาดเดียวที่ประหยัดพลังงานในประเทศจีน HortTechnology 20: 626-631
Gao JJ, Bai XL, Zhou B, Zhou JB, Chen ZJ (2012) ปริมาณธาตุอาหารในดินและความสมดุลของธาตุอาหารในโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ที่สร้างขึ้นใหม่ในภาคเหนือของจีน Nutr Cycl Agroecosyst 94:63-72. https://doi.org/10.1007/ s10705-012-9526-9
Godfray HCJ (2011) อาหารและความหลากหลายทางชีวภาพ วิทยาศาสตร์ 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) ความมั่นคงด้านอาหาร: ความท้าทายในการให้อาหารคน 9 พันล้านคน วิทยาศาสตร์ 327:812-818. https://doi.org/10.1126/science. 1185383
Guan Y, Chen C, Li Z, Han Y, Ling H (2012) การปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางความร้อนในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยผนังเก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส 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) การวิเคราะห์คุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนของผนังสามชั้นพร้อมการจัดเก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ 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) การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินทำกินในไซบีเรียในศตวรรษที่ 20 และผลกระทบต่อการเสื่อมโทรมของดิน 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) การสร้างแบบจำลองการประมาณค่ารังสีดวงอาทิตย์ภายในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ 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) การประยุกต์ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ขั้นสูงในโรงเรือนทางการเกษตร ต่ออายุพลังงานอย่างยั่งยืน 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) งบประมาณคาร์บอนและศักยภาพในการกักเก็บในดินทรายที่บำบัดด้วยปุ๋ยหมัก ที่ดินเสื่อมโทรม 25:120-129. https://doi. org/10.1002/ldr.1152
Jiang D, Hao M, Fu J, Zhuang D, Huang Y (2014) การเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่และเวลาของพื้นที่ชายขอบที่เหมาะสมสำหรับโรงไฟฟ้าจาก 1990 ถึง 2010 ในประเทศจีน ตัวแทนวิทย์ 4:e5816. https://doi.org/10.1038/srep05816
Jiang W, Deng J, Yu H (2015) สถานการณ์การพัฒนา ปัญหา และข้อเสนอแนะเกี่ยวกับการพัฒนาอุตสาหกรรมด้านพืชสวนที่ได้รับการคุ้มครอง Sci Agric Sin 48:3515-3523
Kraemer R, Prishchepov AV, Muller D, Kuemmerle T, RadeloffVC, Dara A, Terekhov A, Fruhauf M (2015) การเปลี่ยนแปลงพื้นที่เพาะปลูกทางการเกษตรในระยะยาวและศักยภาพในการขยายพื้นที่เพาะปลูกในพื้นที่ที่เคยบริสุทธิ์ของคาซัคสถาน สภาพแวดล้อม Res Lett 10. https://doi. org/10.1088/1748-9326/10/5/054012
Li Z, Wang T, Gong Z, Li N (2013) เทคโนโลยีการเตือนล่วงหน้าและการประยุกต์ใช้สำหรับการตรวจสอบภัยพิบัติที่อุณหภูมิต่ำในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ 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) การชลประทานแบบเติมอากาศที่ช่วยเพิ่มคุณภาพและประสิทธิภาพของการใช้น้ำชลประทานของ muskmelon ในเรือนกระจกพลาสติก 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) ผลของการให้ปุ๋ยรายวันที่เหมาะสมต่อการอพยพของน้ำและเกลือในดิน การเจริญเติบโตของราก และผลผลิตของแตงกวา (Cucumis sativus L.) ในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ กรุณา หนึ่ง 9:e86975. https://doi.org/10.1371/journal. โผน.0086975
Ling H, Weijiao S, Su LY, Yan Y, Xianchang Y, Chaoxing H (2015) การเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวดินอินทรีย์ที่มีการเพาะปลูกผักอย่างต่อเนื่องในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ 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) รูปแบบเชิงพื้นที่และแรงผลักดันของการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินในประเทศจีนในช่วงต้นวันที่ 21 ศตวรรษ. J Geogr Sci 20:483494. https://doi.org/10.1007/s11442-010-0483-4
Liu Y, Yang Y, Li Y, Li J (2017) การเปลี่ยนแปลงจากการตั้งถิ่นฐานในชนบทและที่ดินทำกินภายใต้การขยายตัวของเมืองอย่างรวดเร็วในกรุงปักกิ่งระหว่างปี 1985-2010. J ชนบทศึกษา 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) การปนเปื้อนในดินและแหล่งที่มาของ phthalates และความเสี่ยงต่อสุขภาพในประเทศจีน: การทบทวน ความละเอียดของสภาพแวดล้อม 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) การปนเปื้อนเอสเทอร์ Phthalate ในดินและผักของโรงเรือนฟิล์มพลาสติกของชานเมืองหนานจิง ประเทศจีน และความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์ที่อาจเกิดขึ้น Environ Sci Pollut Res 22:12018โดย-12028. https://doi.org/10. 1007/s11356-015-4401-2
Martinez-Fernandez J, Esteve MA (2005) มุมมองที่สำคัญของการอภิปรายการแปรสภาพเป็นทะเลทรายในสเปนตะวันออกเฉียงใต้ ที่ดินเสื่อมโทรม 16:529539. https://doi.org/10.1002/ldr.707
Mueller ND, Gerber JS, Johnston M, Ray DK, Ramankuty N, Foley JA (2012) การปิดช่องว่างผลผลิตผ่านการจัดการสารอาหารและน้ำ ธรรมชาติ 490:254-257. https://doi.org/10.1038/nature11420
Romero P, Martinez-Cutillas A (2012) ผลกระทบของการชลประทานบางส่วนในเขตรากและการชลประทานที่ขาดดุลที่มีการควบคุมต่อการพัฒนาทางพืชและการสืบพันธุ์ขององุ่น Monastrell ที่ปลูกในทุ่ง 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) เทคโนโลยีเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์แบบปิดและการประเมินการเก็บเกี่ยวพลังงานภายใต้สภาวะฤดูร้อน Acta Hortic 932:433-440. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1107.21
Seeberg V, Luo S (2018) อพยพไปยังเมืองทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน: หญิงสาวในชนบท's การเพิ่มขีดความสามารถ J Human Dev Capab 19: 289-307. https://doi.org/10.1080/19452829.2018.1430752
เพลง WJ, He CX, Yu XC, Zhang ZB, Li YS, Yan Y (2013) การเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติของสารตั้งต้นในดินอินทรีย์ที่มีปีการเพาะปลูกที่แตกต่างกันและผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของแตงกวาในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ Chin J Appl Ecol 24:2857-2862
Sun Z, Huang W, Li T, Tong X, Bai Y, Ma J (2013) ประสิทธิภาพแสงและอุณหภูมิของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ที่ประหยัดพลังงานประกอบกับแผ่นสี 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) การพัฒนาและแนวโน้มล่าสุดในเครื่องอบแห้งเรือนกระจก: areview. ต่ออายุพลังงานอย่างยั่งยืน Rev 65:10481064. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.070
Tong G, Christopher DM, Li T, Wang T (2013) การใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟ: การทบทวนการเลือกพารามิเตอร์อาคารแบบตัดขวางสำหรับโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ของจีน ต่ออายุพลังงานอย่างยั่งยืน Rev 26: 540-548. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.026
Wang HX, Xu HB (2016) การวิจัยความน่าเชื่อถือบนอินเทอร์เน็ตของระบบตรวจสอบวัตถุของการเกษตรสิ่งอำนวยความสะดวก คีย์ Eng Mater 693:14861491 https://doi.org/scientific.net/KEM.693.1486
Wang F, Du T, Qiu R, Dong P (2010) ผลกระทบของการชลประทานที่ขาดดุลต่อผลผลิตและประสิทธิภาพการใช้น้ำของมะเขือเทศในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ 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) การหาปริมาณของฟลักซ์คาร์บอนสุทธิจากการเพาะปลูกผักเรือนกระจกพลาสติก: การวิเคราะห์วัฏจักรคาร์บอนเต็มรูปแบบ สิ่งแวดล้อมมลพิษ 159:1427-1434. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.12.031
Wang Y, Liu F, Jensen CR (2012) ผลเปรียบเทียบของการชลประทานที่ขาดดุลและการชลประทานในเขตรากบางส่วนแบบอื่นต่อ pH xylem, ABA และความเข้มข้นของอิออนในมะเขือเทศ 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) การจำลองและการเพิ่มประสิทธิภาพของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในมณฑลเจียงซูตอนเหนือของจีน อาคารพลังงาน 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) การเกิดขึ้นและการประเมินความเสี่ยงของ phthalate esters (PAEs) ในผักและดินของโรงเรือนฟิล์มพลาสติกชานเมือง 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) การรวมเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับเรือนกระจกสมัยใหม่ในประเทศจีน: สถานะปัจจุบัน ความท้าทายและ โอกาส ต่ออายุพลังงานอย่างยั่งยืน 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) การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์คาร์บอนทางการเกษตรซึ่งได้รับแรงหนุนจากการเพาะปลูกเรือนกระจกแบบเข้มข้นในห้าเขตภูมิอากาศของจีน เจ คลีน ผลิตภัณฑ์ 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) ระบบการเพาะปลูกสิ่งอำนวยความสะดวก "®Ж^Ф" - แบบจำลองจีนสำหรับดาวเคราะห์ Adv Agron 145:1-42. https://doi.org/10. 1016/bs.agron.2017.05.005
Xu H, Wang X, Xiao G (2000) การสำรวจระยะไกลและการศึกษาแบบบูรณาการของ GIS เกี่ยวกับการกลายเป็นเมืองที่มีผลกระทบต่อพื้นที่เพาะปลูก: Fuqing City, Fujian Province, China ที่ดินเสื่อมโทรม 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) รูปแบบปากน้ำที่มีการกำหนดค่าผนังสำหรับเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ของจีน Appl Mech Mater 291294:931-937 https://doi.org/scientific.net/AMM.291-294.931
Xu J, Li Y, Wang RZ, Liu W (2014) การตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบทำความร้อนด้วยแสงอาทิตย์พร้อมการจัดเก็บพลังงานใต้ดินตามฤดูกาลสำหรับการใช้เรือนกระจก พลังงาน 67:63-73. https://doi.org/10.1016/j. พลังงาน.2014.01.049
Yang H, Du T, Qiu R, Chen J, Wang F, Li Y, Wang C, Gao L, Kang S (2017) ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้น้ำและคุณภาพผลไม้ของพืชเรือนกระจกภายใต้การควบคุมการชลประทานที่ขาดดุลในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน Agric Water Manag 179:193-204. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.05.029
Ye J (2018) แขกเมืองจีน's "กลวงออก" หมู่บ้าน: การเล่าเรื่องโต้กลับในชนบทอันกว้างใหญ่-การอพยพย้ายถิ่นฐานในเมือง ป๊อปปูล สเปซ เพลส 24:e2128. https://doi.org/10.1002/psp.2128
Yuan H, Wang H, Pang S, Li L, Sigrimis N (2013) การออกแบบและทดลองระบบวัฒนธรรมปิดสำหรับเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ Trans Chin Soc Agric Eng 29:159-165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.020
Zhang J (2007) อุปสรรคต่อตลาดน้ำในลุ่มแม่น้ำ Heihe ทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน Agric Water Manag 87:32-40. https://doi.org/ 10.1016/ญ.agwat.2006.05.020
Zhang Y, Zou Z, Li J (2014) การทดลองประสิทธิภาพแสงและการจัดเก็บความร้อนในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์หลังคาเอียง 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) อิทธิพลของการผลิตทางการเกษตรของโรงงานต่อการกระจาย phthalate esters ในดินสีดำของภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีน 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) ปิดช่องว่างผลตอบแทนในประเทศจีนโดย เสริมพลังเกษตรกรรายย่อย ธรรมชาติ 537:671-674. https://doi.org/10.1038/nature19368
Zhang J, Wang J, Guo S, Wei B, He X, Sun J, Shu S (2017) ศึกษาลักษณะการถ่ายเทความร้อนของผนังบล็อกฟางในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ อาคารพลังงาน 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) ประสิทธิภาพของหน่วยปล่อยความร้อนที่ใช้งานได้ซึ่งช่วยด้วยปั๊มความร้อนในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่ของจีน Appl Eng Agric 32:641-650. https://doi.org/10.13031/aea.32.11514