1-1 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. 2015). وبالإضافة إلى إعادة تدوير المغذيات، فإن التغييرات الغذائية ومنع النفايات ضروريان بشكل متكامل لتحويل الإنتاج الحالي (Conijn et al. 2018; Kahiluoto et al. 2014). وبالتالي، فإن التحدي العالمي الرئيسي هو تحويل النموذج الاقتصادي القائم على النمو نحو نموذج اقتصادي اقتصادي اقتصادي متوازن يحل محل النمو غير المحدود بالتنمية المستدامة (مانيلي 2016). وللحفاظ على نموذج متوازن، يلزم وجود نظم زراعية مبتكرة وأكثر سلامة من الناحية الإيكولوجية، بحيث يمكن تحقيق التوازن بين المفاضلات بين الاحتياجات البشرية الفورية مع الحفاظ على قدرة المحيط الحيوي على توفير السلع والخدمات المطلوبة (Ehrlich and Harte 2015).

** الشكل 1.1** الحالة الراهنة لمتغيرات التحكم في سبعة من الحدود الكوكبية كما وصفها Steffen et al. (2015). المنطقة الخضراء هي مساحة التشغيل الآمنة، والأصفر يمثل منطقة عدم اليقين (زيادة المخاطر)، والأحمر هو منطقة عالية الخطورة، وحدود المنطقة الرمادية هي تلك التي لم يتم تحديدها بعد. و تشير المتغيرات المبينة باللون الأزرق (أي تغير نظام الأراضي, و استخدام المياه العذبة, و التدفقات الكيميائية الحيوية) إلى الحدود الكوكبية التي يمكن أن يكون لل أحياء المائية أثر إيجابي على

وفي هذا السياق، تم تحديد الأحياء المائية كنهج زراعي يمكن أن يساعد، من خلال إعادة تدوير المغذيات والنفايات، في معالجة الحدود الكوكبية (الشكل 1-1) وأهداف التنمية المستدامة، لا سيما بالنسبة للمناطق القاحلة أو المناطق ذات التربة غير الصالحة للزراعة (Goddek and Körner 2019؛ Appelbaum and Kotzen 2016؛ كوتزن وأبلباوم 2010). و يقترح أيضا استخدام أكوبونيكش كحل لاستخدام الأراضي الهامشية في المناطق الحضرية لإنتاج الأغذية في أقرب إلى الأسواق. في وقت من الأوقات إلى حد كبير تكنولوجيا الفناء الخلفي (Bernstein 2011)، تنمو الأحياء المائية الآن بسرعة إلى الإنتاج على نطاق صناعي حيث تسمح التحسينات التقنية في التصميم والممارسة بزيادة قدرات الإنتاج وزيادة كفاءة الإنتاج بشكل كبير. أحد هذه المجالات من التطور هو في مجال نظم أكوابونيكش المقترنة مقابل المنفصل. وتشمل التصميمات التقليدية لنظم الأحياء المائية ذات الحلقة الواحدة وحدات الاستزراع المائي والمياه التي يعاد تدوير المياه بينها. وفي مثل هذه النظم التقليدية، من الضروري تقديم تنازلات لظروف النظامين الفرعيين من حيث الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة وتركيزات المغذيات (Goddek et al. 2015؛ Kloas et al. 2015) (انظر [الفصل 7](/المجتمع/المقالات/الفصل 7-coupled-aquaponics-systems)). ومع ذلك، فإن نظام أكوابونيكش المنفصل يمكن أن يقلل من الحاجة إلى المفاضلات عن طريق فصل المكونات، مما يسمح بتحسين الظروف في كل نظام فرعي. ويشكل استخدام هضم الحمأة طريقة رئيسية أخرى لزيادة الكفاءة إلى أقصى حد من خلال إعادة استخدام النفايات الصلبة (Emerenciano et al. 2017; Goddek et al. 2018; Monsees et al. 2015). وعلى الرغم من أن العديد من أكبر المرافق في جميع أنحاء العالم لا تزال موجودة في المناطق القاحلة (أي شبه الجزيرة العربية وأستراليا وأفريقيا جنوب الصحراء الكبرى)، فإن هذه التكنولوجيا يجري اعتمادها في أماكن أخرى، حيث أن التقدم في التصميم قد أدى على نحو متزايد إلى جعل علم الأحياء المائية ليس مجرد مؤسسة موفرة للمياه فحسب، بل أيضا إلى كفاءة الطاقة والمغذيات نظام إعادة التدوير.