1-4 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). وفي النظم المائية التقليدية، لا تعوض الوفورات في احتياجات النباتات من الأسمدة عن النقص في الحصاد الناجم عن ظروف دون المستوى الأمثل في النظم الفرعية المعنية (Delaide et al. 2016).

تحسين ظروف النمو لكل من النباتات (Delaide et al. 2016؛ Goddek و Vermeulen 2018) والأسماك هو التحدي الأكبر للربحية، وتشير النتائج الحالية إلى أنه يمكن تحقيق ذلك بشكل أفضل في أنظمة أكوابونيكش متعددة الحلقات لأنها تستند إلى حلقات إعادة تدوير مستقلة تشمل (1) الأسماك، (2) النباتات و (3) المفاعلات الحيوية (اللاهوائية أو الهوائية) لهضم الحمأة وتدفق المياه أحادي الاتجاه (المغذيات)، والتي يمكن أن تحسن الانتعاش الكلي والصغرى من المغذيات والتوافر البيولوجي، فضلا عن تحسين استهلاك المياه (Goddek and Keesman 2018). وتبين الدراسات الحالية أن هذا النوع من النظم يسمح بصيانة مجموعات معينة من الكائنات الحية الدقيقة داخل كل مقصورة من أجل إدارة أفضل للأمراض، وأنها أكثر كفاءة من الناحية الاقتصادية حيث أن النظم لا تقلل من تدفق النفايات إلى الخارج فحسب، بل تعيد أيضا استخدام الحمأة التي لا يمكن استخدامها لولا ذلك، وتحويلها إلى نواتج قيمة (مثل الغاز الحيوي والأسمدة).

الشكل 1.2 نظام أكوابونيكش ينظر إليه على أنه مخطط مربع أسود. نحن لا تحصل على رؤية داخل منطقة الجزاء، ولكن نحن نعرف المدخلات، والمخرجات (أي الأسماك والنباتات) والنفايات

كما أن النظم المستقلة ووحدات الزراعة المائية لديها مجموعة واسعة من التحديات التشغيلية التي ترد مناقشتها بالتفصيل في الفصول [3](/المجتمع/المقالات/الفصل الثالث - إعادة تدوير التكنولوجيات) و [4](/المجتمع/المقالات/الفصل 4-تكنولوجيات الهيدروبونية). وعلى نحو متزايد، سمح التقدم التكنولوجي بنسب إنتاجية أعلى (الشكل 1-2)، والتي يمكن تعريفها بأنها جزء صغير من نواتج النظام (أي الأسماك والنباتات) مقارنة بمدخلات النظام (أي علف الأسماك و/أو الإخصاب الإضافي، ومدخلات الطاقة للإضاءة والتدفئة وضخ ثاني أكسيد الكربون ~ 2 ~ الفرعية 2/الفرعية الجرعات و الضوابط البيولوجية).

وعند النظر في التحديات العديدة التي تواجهها الأحياء المائية، يمكن تقسيم مشاكل الإنتاج بشكل عام إلى ثلاثة مواضيع محددة: (1) إنتاجية النظام، (2) سلاسل القيمة الفعالة، (3) الإدارة الفعالة لسلسلة التوريد.

** إنتاجية النظام** تقاس الإنتاجية الزراعية كنسبة النواتج الزراعية إلى المدخلات الزراعية. وقد صممت نظم الأحياء المائية التقليدية الصغيرة في المقام الأول لمعالجة الاعتبارات البيئية مثل تصريف المياه، ومدخلات المياه، وإعادة تدوير المغذيات، ولكن التركيز في السنوات الأخيرة تحول بشكل متزايد نحو الجدوى الاقتصادية من أجل زيادة الإنتاجية للزراعة على نطاق واسع التطبيقات. ومع ذلك، فإن ذلك سيتطلب إنتاجية نظم الأحياء المائية لتكون قادرة على المنافسة اقتصادياً مع أنظمة الاستزراع المائي وتربية الأحياء المائية المستقلة والمتطورة. و إذا كان لمفهوم الأحياء المائية أن يطبق بنجاح على نطاق و اسع, فلا بد من إعادة استخدام المغذيات و الطاقة على النحو الأمثل, و لكن يجب أيضا النظر في الأسواق النهائية.

سلاسل القيمة الفعالة تنشأ سلاسل القيمة (القيمة المضافة) للمنتجات الزراعية أساسا من تجهيز المنتجات مثل الخضروات والفواكه والأسماك المحصودة. على سبيل المثال، يمكن أن يكون سعر بيع البيستو (أي الأحمر والأخضر) أكثر من عشرة أضعاف سعر بيع الطماطم والريحان وزيت الزيتون وجوز الصنوبر. وبالإضافة إلى ذلك، فإن معظم المنتجات الغذائية المصنعة لديها فترة صلاحية أطول، وبالتالي الحد من التلف. ومن الواضح أن المنتجات الطازجة مهمة لأن القيم الغذائية هي في الغالب أعلى من القيم الموجودة في الأغذية المصنعة. ومع ذلك، فإن إنتاج منتجات طازجة وعالية الجودة يشكل تحدياً حقيقياً وبالتالي ترفاً في العديد من مناطق العالم. وتكون الخسائر في المغذيات أثناء تخزين الفواكه والخضروات كبيرة إذا لم تكن معلبة أو مجمدة بسرعة (Barrett 2007؛ Rickman et al. 2007). ولذلك، بالنسبة للنظم الواسعة النطاق، ينبغي النظر على الأقل في تجهيز الأغذية لتحقيق التوازن بين أي تقلبات بين العرض والطلب والحد من هدر الأغذية. وفيما يتعلق بالحد من النفايات الغذائية، ينبغي معالجة الخضراوات التي لا تفي بمعايير المنتجات الطازجة، ولكنها لا تزال ذات نوعية قابلة للتسويق، وذلك من أجل الحد من خسائر ما بعد الحصاد.

وعلى الرغم من أن هذه المعايير تنطبق على جميع المنتجات الزراعية ومصايد الأسماك، فإن القيمة المضافة يمكن أن تزيد إلى حد كبير من ربحية مزرعة الأحياء المائية، لا سيما إذا تمكنت المنتجات من الوصول إلى الأسواق المتخصصة.

إدارة سلسلة التوريد في البلدان ذات شبكات النقل والتبريد المتطورة، يمكن استيراد الفواكه والخضروات من جميع أنحاء العالم لتلبية طلبات المستهلكين على المنتجات الطازجة. ولكن، كما ذُكر سابقاً، فإن المنتجات العالية الجودة والمنتجات الطازجة هي سلعة نادرة في أجزاء كثيرة من العالم، وغالباً ما تتعرض حركة السلع لمسافات طويلة - أي إدارة سلسلة الإمداد - لتلبية الطلب الاستهلاكي الراقي، للانتقاد، ولتبرير ذلك. ويعتمد معظم سكان الحضر في جميع أنحاء العالم على نقل الأغذية عبر مسافات طويلة لتلبية الاحتياجات اليومية (غريوال وغريوال 2012). ومن ثم فإن أحد الانتقادات الرئيسية هو الاعتماد على الوقود الأحفوري اللازم لنقل المنتجات عبر مسافات بعيدة (باريت 2007). وتوجه مسألة أميال الغذاء التركيز على المسافة التي يتم نقلها من وقت الإنتاج إلى الشراء من قبل المستهلك النهائي (Mundler and Criner 2016). بيد أنه من حيث انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (COSUB2/الفرعية) لكل طن/كيلومتر (tkm)، لا يساوي ميل واحد من الغذاء للنقل بالسكك الحديدية (13.9 غرام من Cosub2/sub/TKM) ميلاً غذائياً واحداً من النقل بالشاحنات/النقل البري، لأن النقل بالشاحنات له أثر بيئي أكبر بأكثر من 15 مرة (McKinnon 2007). ولذلك، فإن مسافة النقل ليست بالضرورة الاعتبار الوحيد، لأن البصمة الإيكولوجية للخضراوات المزروعة في المزارع في المناطق الريفية يمكن أن تكون أقل من المدخلات اللازمة لزراعة الأغذية في البيوت الزجاجية القريبة من المراكز الحضرية.

وبالتالي فإن أميال الطعام ليست سوى جزء من الصورة. ويتم نقل الأغذية لمسافات طويلة، ولكن انبعاثات غازات الدفيئة المرتبطة بإنتاج الأغذية تهيمن عليها مرحلة الإنتاج (أي تأثير الطاقة على التدفئة والتبريد والإضاءة) (Engelhaupt 2008؛ Weber and Matthews 2008). فعلى سبيل المثال، أظهر كارلسون (1997) أن الطماطم المستوردة من إسبانيا إلى السويد في فصل الشتاء لها بصمة كربونية أقل بكثير من تلك التي تزرع محليا في السويد، لأن مدخلات الطاقة في البيوت البلاستيكية في السويد تفوق بكثير البصمة الكربونية للنقل من إسبانيا. عند الحصول على الغذاء، لا يكون نقل السلع هو العامل الوحيد الذي يجب أخذه بعين الاعتبار، حيث أن نضارة المنتجات تحدد قيمتها الغذائية وطعمها وجاذبيتها العامة للمستهلكين. ومن خلال زراعة الأغذية الطازجة محليا، يتفق العديد من العلماء على أن الزراعة الحضرية يمكن أن تساعد على تأمين إمدادات من المنتجات عالية الجودة لسكان المناطق الحضرية في المستقبل مع تقليل الأميال الغذائية أيضا (بون وآخرون 2010؛ دوس سانتوس 2016؛ هوي 2011). وسيتم مناقشة كلا المجالين بمزيد من التفصيل في [القسم 1-5](/المجتمع/المقالات/الفصل 15-smarthoods-أكوابونيك-دمج-ميكروغريدس).

ومن وجهة نظر المستهلك، فإن للأحياء المائية الحضرية مزايا بسبب فوائدها البيئية بسبب قلة سلاسل الإمداد وبما أنها تلبي أفضليات المستهلكين للحصول على أغذية طازجة عالية الجودة منتجة محلياً (Miličić et al. 2017). ومع ذلك، وعلى الرغم من هذه المزايا، هناك عدد من الشواغل الاجتماعية والاقتصادية: فالقضية الرئيسية تتعلق بأسعار العقارات الحضرية، لأن الأرض باهظة الثمن وغالباً ما تعتبر قيمة للغاية بالنسبة لإنتاج الأغذية. ومن ثم, فإن شراء الأراضي الحضرية يجعل من المستحيل على الأرجح تحقيق عائد متوقع لل استثمار. غير أنه في المدن الآخذة في الانكماش، حيث يتناقص عدد السكان، يمكن استخدام الحيز غير المستخدم لأغراض زراعية (Bontje and Latten 2005؛ Schling and Logan 2008) كما هو الحال في ديترويت بالولايات المتحدة (Mogk et al. 2010).

وبالإضافة إلى ذلك، هناك قضية رئيسية تتعلق بضوابط التخطيط الحضري، حيث لا تُخصص الأراضي الحضرية في العديد من المدن لإنتاج الأغذية الزراعية، ويُنظر إلى الأحياء المائية على أنها جزء من الزراعة. وهكذا، في بعض المدن لا يسمح الزراعة المائية. وقد حان الوقت للعمل مع مخططي المناطق الحضرية الذين يحتاجون إلى الاقتناع بفوائد المزارع الحضرية، التي هي ذات إنتاجية عالية وتنتج أغذية محلية طازجة وصحية في خضم التنمية الحضرية والضواحي.