11.6 متعددة الحلقات أكوابونك النمذجة

وتتألف التصاميم المائية التقليدية من الاستزراع المائي والوحدات المائية التي تنطوي على إعادة تدوير المياه بين النظامين الفرعيين (Körner et al. 2017؛ Graber and Junge 2009). في هذه النظم المائية ذات الحلقة الواحدة، من الضروري إجراء مقايضات بين ظروف النظامين الفرعيين من حيث الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة وتركيزات المغذيات، حيث تتقاسم الأسماك والنباتات نظام بيئي واحد (Goddek et al. 2015). وعلى النقيض من ذلك، فإن أنظمة أكوابونية مزدوجة الحلقة تفصل بين وحدات RAS والوحدات المائية عن بعضها البعض، مما يخلق أنظمة إيكولوجية منفصلة ذات مزايا متأصلة لكل من النباتات والأسماك. وفي الآونة الأخيرة، كان هناك اهتمام متزايد بإغلاق الحلقة من حيث المغذيات وكذلك زيادة كفاءة المدخلات والمخرجات. ولهذا السبب، تم دمج إعادة التمعدن (Goddek 2017؛ Emerenciano et al. 2017؛ Goddek et al. 2018؛ Yogev et al. 2016) وحلقات تحلية المياه (Goddek and Keesman 2018) في التصميم العام للنظام. وتسمى هذه الأنظمة نظام أكوابوني متعدد الحلقات (Goddek et al. 2016).

و يعد تحديد حجم النظم الفرعية المعنية أمرا أساسيا لوجود نظام تحقق و توازن فعال. بالنسبة إلى أنظمة التحجيم ذات الحلقة الواحدة، يتم استخدام قاعدة بسيطة للإبهام بشكل عام، تحدد مساحة الزراعة المائية بناءً على مدخلات الأعلاف اليومية في RAS (Knaus and Palm 2017؛ Licamele 2009). درجة أعلى من التعقيد من أنظمة متعددة الحلقات لا يسمح هذا النهج بعد الآن، لأنه يأتي مع المخاطر الكامنة لوضع افتراضات كاذبة لكل نظام فرعي. هناك مجموعة متزايدة من الأدبيات التي تدرس موازين الكتلة للأنظمة المائية (Körner et al. 2017; Goddek et al. 2016; Reyes Lastiri et al. 2016; Karimanzira et al. 2016). في حين تم إجراء بعض البحوث في تطوير نماذج عددية لأنظمة أكوابونية واحدة ومتعددة الحلقات، لا توجد دراسة واحدة تدمج نموذج أكوابوني متعدد الحلقات مع نموذج الاحتباس الحراري القطعي الكامل النطاق. ويكتسي ذلك أهمية خاصة في تحديد حجم النظام، لأن نمو النبات وامتصاص المغذيات يعتمدان على الموقع على نضح المحاصيل كمحرك رئيسي. وهذا يعني، من الناحية الملموسة، أن المناخ داخل دفيئة - تعتمد اعتمادا كبيرا على الظروف الجوية الخارجية - له تأثير كبير على نمو النبات نظرا للعوامل البيئية مثل الرطوبة النسبية (RH)، وتشعيع الضوء، ودرجة الحرارة، ومستويات ثاني أكسيد الكربون (COSub2/sub)، إلخ. في نمذجة المناخ المحلي للاحتباس الحراري (Körner et al. 2007؛ Janka et al. 2018).