الفصل الأول: علم الأحياء المائية وتحديات الغذاء العالمية
1.5 مستقبل أكوابونيكش
وقد مكنت التكنولوجيا الإنتاجية الزراعية من النمو الهائل في القرن الماضي, مما دعم أيضا النمو السكاني الكبير. غير أن هذه التغيرات قد تقوض أيضا قدرة النظم الإيكولوجية على استدامة الإنتاج الغذائي، والحفاظ على موارد المياه العذبة والحراجية، والمساعدة على تنظيم المناخ ونوعية الهواء (فولي وآخرون 2005). ومن أكثر التحديات إلحاحا في مجال الإنتاج الغذائي الابتكاري، وبالتالي في علم الأحياء المائية، معالجة المسائل التنظيمية التي تحد من التوسع في التكنولوجيات المتكاملة. ولمجموعة واسعة من الوكالات المختلفة ولاية قضائية على المياه وصحة الحيوان وحماية البيئة وسلامة الأغذية، وفي بعض الحالات تكون أنظمتها متناقضة أو غير مناسبة للنظم المتكاملة المعقدة (جولي وآخرون 2015).
· Aquaponics Food Production Systems1-4 التحديات الاقتصادية والاجتماعية
ومن المنظور الاقتصادي، هناك عدد من القيود المتأصلة في النظم المائية التي تجعل التصاميم التجارية المحددة أكثر أو أقل قابلية للاستمرار (Goddek et al. 2015؛ Vermeulen وKamstra 2013). وتتمثل إحدى القضايا الرئيسية في أن نظم الزراعة المائية وتربية الأحياء المائية المستقلة المستقلة هي أكثر إنتاجية من النظم التقليدية ذات الحلقة الواحدة (Graber and Junge 2009)، لأنها لا تتطلب مقايضة بين مكونات الأسماك والنبات. يتطلب علم الأحياء المائية التقليدي الكلاسيكي أحادي الحلقة حل وسط بين مكونات الأسماك والنبات عند محاولة تحسين جودة المياه ومستويات المغذيات التي تختلف بطبيعتها بالنسبة للجزأين (مثل نطاقات الأس الهيدروجيني المطلوبة ومتطلبات وتركيزات المغذيات).
· Aquaponics Food Production Systems1-3 التحديات العلمية والتكنولوجية في علم الأحياء المائية
في حين ينظر إلى الأحياء المائية على أنها واحدة من تقنيات الإنتاج الغذائي الرئيسية التي «يمكن أن تغير حياتنا» (van Woensel et al. 2015)، من حيث الإنتاج الغذائي المستدام والفعال، يمكن تبسيط أكوابونيكش وتصبح أكثر كفاءة. واحدة من المشاكل الرئيسية في النظم المائية التقليدية هي أن العناصر الغذائية في النفايات السائلة التي تنتجها الأسماك تختلف عن الحل الأمثل للمغذيات للنباتات. ويمكن للنظم المائية المنفصلة (DAPS)، التي تستخدم المياه من الأسماك ولكنها لا تعيد المياه إلى الأسماك بعد النباتات، أن تتحسن في التصاميم التقليدية بإدخال مكونات التمعدن والمفاعلات الحيوية الحمأة التي تحتوي على ميكروبات تحول المواد العضوية إلى أشكال من المعادن الرئيسية متاحة بيولوجيا، ولا سيما الفوسفور و المغنيسيوم و الحديد و المنغنيز و الكبريت التي تعاني من نقص في النفايات السائلة العادية لل أسماك.
· Aquaponics Food Production Systems1-2 العرض والطلب
تؤكد خطة التنمية المستدامة لعام 2030 على الحاجة إلى مواجهة التحديات العالمية، التي تتراوح بين تغير المناخ والفقر، مع إيلاء أولوية عالية لإنتاج الغذاء المستدام (براندي 2017؛ الأمم المتحدة 2017). وكما هو مبين في الهدف 2 من أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة (الأمم المتحدة 2017)، فإن أحد أكبر التحديات التي تواجه العالم يتمثل في كيفية ضمان أن يكون عدد سكان العالم المتزايد، المتوقع أن يرتفع إلى حوالي 10 بلايين نسمة بحلول عام 2050، قادرين على تلبية احتياجاتهم التغذوية.
· Aquaponics Food Production Systems1-1 مقدمة
ويعتمد إنتاج الأغذية على توافر الموارد، مثل الأراضي والمياه العذبة والطاقة الأحفورية والمغذيات (Conijn et al. 2018)، ويتجاوز الاستهلاك الحالي لهذه الموارد أو تدهورها معدل تجديدها العالمي (Van Vuuren et al. 2010). ويهدف مفهوم حدود الكواكب (الشكل 1-1) إلى تحديد الحدود البيئية التي يمكن للبشرية أن تعمل في ظلها بأمان فيما يتعلق بالموارد الشحيحة (Rockström et al. 2009). إن حدود التدفق الكيميائي الحيوي التي تحد من الإمدادات الغذائية أكثر صرامة من تغير المناخ (Steffen et al.
· Aquaponics Food Production Systems