防空洞農(nóng)業(yè)化利用的研究進(jìn)展

余碧霞，姜曉斌，徐基艷，黎曉明

（1.安慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽安慶 246003；2.安徽路網(wǎng)集團(tuán)，安徽合肥 230031）

防空洞是我國的重要民防工程，不同歷史時期有不同的意義，經(jīng)歷過戰(zhàn)爭的人，是生命庇護(hù)場所；對于年輕人，是被遺棄了的城市空間，現(xiàn)在城市建設(shè)仍會留下大量地下空間。1981年，聯(lián)合國自然資源委員會確定：“地下空間是一種重要的自然資源”，被賦予特殊意義，隨著科技進(jìn)步，戰(zhàn)爭的形式也發(fā)生相應(yīng)變化，更加需要防空洞作為人防工程的基礎(chǔ)設(shè)施，是城市建設(shè)中不可缺少的一分子；隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)程和發(fā)展，越來越多的土地被改作他用，人們盲目隨意地進(jìn)行土地開發(fā)利用，人為地破壞土地資源，人們對土地資源的需求量和有限數(shù)量與供給稀缺性之間的矛盾也越來越明顯，由此引發(fā)環(huán)境資源等問題，人口數(shù)量增加、資源緊缺、糧食短缺等，地表以下的地下空間有可能成為未來我國解決城市空間資源緊缺的重要手段，應(yīng)充分考慮將城市的地下內(nèi)部空間進(jìn)行開發(fā)再利用。

《2013中國人類發(fā)展報告》預(yù)測，從2010年到2030年，中國將新增3.1億城市居民，城鎮(zhèn)化水平將達(dá)到70%。屆時，中國城市人口總數(shù)將超過10億[1]，中國城市人口密集，2011年果蔬成為了中國城市居民飲食的主要部分，人均日攝入量1027 g，占每日攝取總量的56%，蔬菜攝入量顯著增加，占總攝入量的39%[2]，人均消費蔬菜400 g/d，按100萬人生活的城市計算，每天需要40萬kg的蔬菜供應(yīng)，而我國目前蔬菜生產(chǎn)基地主要集中在農(nóng)村或偏遠(yuǎn)農(nóng)村，或通過由外地運輸，而蔬菜從田頭到最終進(jìn)入市場商品階段，在收獲、分揀、貯藏、運輸、銷售環(huán)節(jié)的過程中，蔬菜因棄收、失水、腐爛等原因使蔬菜造成嚴(yán)重的損失。農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示，我國2018年蔬菜生產(chǎn)總量78308萬t，而損失的數(shù)量達(dá)到27560萬t，損失率達(dá)到35.23%；在城市進(jìn)行都市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)新鮮的果蔬農(nóng)產(chǎn)品，就近供應(yīng)給城市居民，將城市內(nèi)部空間進(jìn)行農(nóng)業(yè)化開發(fā)利用對我國城市的發(fā)展具有非常重要的意義，同時為我國的防空洞開發(fā)利用提供發(fā)展思路。

1 防空洞環(huán)境條件

防空洞根據(jù)其內(nèi)部明暗程度與空間關(guān)系，對防空洞3個不同進(jìn)深程度將防空洞的空間進(jìn)行劃分，可以將其分為外部空間、入口空間、內(nèi)部空間[3]，防空洞位置處于地面以下，不受太陽直接照射，氧氣濃度低，地表與防空洞之間厚地層隔熱保溫，洞內(nèi)空氣只通過洞口與外界交換，進(jìn)入洞內(nèi)的熱量少，使得室外溫度38℃時，而防空洞內(nèi)溫度約為25℃，防空洞內(nèi)溫度與室外氣溫相差13℃，防空洞內(nèi)氣候適宜，內(nèi)部濕度偏大。

在建設(shè)過程中，因地區(qū)、使用材料的不同，大致有3種類型：第1種是水泥結(jié)構(gòu)，設(shè)有采光窗，大地氣溫對洞內(nèi)溫度有影響，冬季溫度17～18℃，夏季溫度21～22℃；第2種是水泥結(jié)構(gòu)，設(shè)有鼓風(fēng)筒，沒有采光窗，洞內(nèi)溫度受大氣溫度影響很小，洞內(nèi)基本常年恒溫17～18℃；第3種是土結(jié)構(gòu)，似窯洞，此類防空洞大小不一，無窗無通氣設(shè)施，常年17～18℃；在正常年份內(nèi)，防空洞內(nèi)環(huán)境變化有干季和濕季之分，干季是11月至翌年3月，洞內(nèi)月平均氣溫8.1～15.2℃，洞內(nèi)氣溫均高于地面氣溫，冷空氣向地下流動，形成對流，洞內(nèi)干燥，空氣相對濕度85%左右；濕季是4—10月期間，洞內(nèi)月平均氣溫13.6～20.5℃，洞內(nèi)冷空氣比重大，空氣很難在室內(nèi)流通，氣候潮濕，用排風(fēng)機(jī)通風(fēng)，地面熱空氣進(jìn)入洞內(nèi)反而會遇冷產(chǎn)生大量濕氣，形成越通風(fēng)越潮濕的現(xiàn)象[4]，濕度甚至可達(dá)100%。

防空洞地下水豐富且潮濕，洞頂有水珠凝結(jié)后滴落收集，水溫可達(dá) 17.5～19.5℃，pH 6.8，透明度＞2 m，溶解氧濃度10.2 mg/L，總硬度280 mg/L，總堿度340 mg/L，總大腸菌群20個/L[5]；南方城市雨水豐富，地下水位高，土質(zhì)也大多為粉砂粘土或砂石土，這些土質(zhì)滲水性較大，導(dǎo)致地下防空洞滲水現(xiàn)象嚴(yán)重，這些水分的來源主要是因為淺層非承壓地下水和淺層地表水（雨水、河塘、湖泊水等），邵林廣通過對防空洞滲水的水源進(jìn)行水質(zhì)指標(biāo)測定發(fā)現(xiàn)，地下防空洞滲水水質(zhì)在不通過任何處理的情況下，雖然還達(dá)不到國家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，卻能夠完全滿足我國生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[6]。

2 我國城市現(xiàn)有防空洞利用現(xiàn)狀

2.1 防空洞用于食用菌生產(chǎn)現(xiàn)狀

食用菌營養(yǎng)豐富，是一種健康食品，鮮品市場不斷發(fā)展，但我國夏季和冬季的極端溫度嚴(yán)重影響其產(chǎn)品供應(yīng)，若四季均需有產(chǎn)品上市，那么就必須利用制冷和加溫設(shè)備才能做到四季周年栽培，制冷與加溫設(shè)備投資較大，普通農(nóng)戶難以承擔(dān)，并且承擔(dān)較大的風(fēng)險，若能夠充分利用防空洞夏涼冬暖的特點，不僅可滿足市場供應(yīng)的均衡性，而且投資少、收益大；福建省三明市晝夜溫差大，適合秀珍菇和茶新菇子實體生長發(fā)育，但在炎熱夏季（7—8月），氣溫超過28℃，溫差小，溫度高，子實體不能正常生長，利用防空洞的低溫條件實現(xiàn)“冷刺激”，從而誘導(dǎo)原基形成[7]，利用防空洞冬季栽培秀珍菇，春節(jié)前后上市，此時的產(chǎn)品價格高，能夠取得好的收益[8]；唐海明等在上海利用防空洞進(jìn)行珍稀菌類栽培，洞內(nèi)溫度環(huán)境恒定，不受季節(jié)影響，進(jìn)行周年化生產(chǎn)，可降低生產(chǎn)成本，通過經(jīng)濟(jì)效益評估，每袋出菇成本1元（包括原材料、成品率、管理費、運費），出菇場地成本0.4元（包括管理、場地租金），生產(chǎn)23萬袋，凈收益10萬元[9]。河北省西部地區(qū)井陘縣利用防空洞進(jìn)行雞腿菇栽培[10]，錯開栽培時間，在6—9月雞腿菇下市時上市，可以增加收益[11]；鄒城市東部的大束、張莊、城前等鎮(zhèn)，山間防空洞較多，防空洞內(nèi)冬暖夏涼、環(huán)境穩(wěn)定、受外界影響小；王寶印[12]等在防空洞進(jìn)行平菇栽培試驗獲得成功，并取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，防空洞平菇栽培面積達(dá)1.3萬m2；朱肖峰通過試驗發(fā)現(xiàn)，金針菇粗稀型深色品種比較適合防空洞栽培，洞內(nèi)通氣較差，光線暗，使粗稀型深色品種表現(xiàn)為淺色細(xì)密型[4]；防空洞的氣候適宜雙孢菇生長，并使閑置資源得到開發(fā)利用，最適宜的栽培菌株是2796，出菇溫度10～25℃，播種到出菇35～40 d，菇的外觀呈現(xiàn)乳白色，個大，出菇齊，產(chǎn)量高[13]，從而提升經(jīng)濟(jì)效益。從1993年開始譚德寅同志在防空洞進(jìn)行天麻的人工繁殖和栽培獲得成功，克服以前無性天麻連栽幾年后種子的退化減產(chǎn)現(xiàn)象，收益大幅提升，通過人工繁殖和栽培，天麻栽培每平方米凈利潤達(dá)500～800元，大大提高效益，增加收入。

2.2 防空洞用于養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)狀

蔣文華在銅陵市地下防空洞飼養(yǎng)國家二級保護(hù)動物大鯢獲得成功，防空洞自收集的水質(zhì)符合大鯢生長需要，防空洞內(nèi)的恒溫有利于大鯢成長，將人工收購和捕捉來的大鯢養(yǎng)殖于地下防空洞內(nèi)的水池，經(jīng)過人工飼養(yǎng)，大鯢平日每日體重可增長2.5～3.0 g，棲息地環(huán)境的破壞和人為濫捕導(dǎo)致大鯢的數(shù)量減少[5]。由此看來，防空洞人工養(yǎng)殖大鯢的研究顯得尤為重要[5]；梁進(jìn)等于2002年12月間利用閑置的防空洞，進(jìn)行刺參苗種越冬培育技術(shù)的探討，以此解決當(dāng)前養(yǎng)殖業(yè)對大規(guī)模刺參苗種的需求，降低越冬培育成本，提高經(jīng)濟(jì)效益[14]。利用防空洞避開夏季伏熱，將蜂移入防空洞內(nèi)，可減少蜂的死亡率，養(yǎng)蜂戶增產(chǎn)8%[15]。

2.3 防空洞用于蔬菜栽培

蒜黃生長適溫為12～30℃，要求黑暗，防空洞是其理想生產(chǎn)場所，黃石市在防空洞進(jìn)行多年立體栽培蒜黃技術(shù)研究和應(yīng)用，成效顯著[16]；倫敦地鐵北線克拉姆北站的地下30 m隧道內(nèi)約1 hm2，穩(wěn)定保持16℃的溫度，蔬菜全年生長，首期栽種從2014年1月開始，地下農(nóng)場水培草本作物生長培養(yǎng)床上，封閉的無塵環(huán)境生長，根據(jù)防空洞的環(huán)境條件特殊設(shè)計通風(fēng)、光照、灌溉系統(tǒng)，對環(huán)境零影響前提下生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品，地下農(nóng)場每月能源支付費用只有3000～4000英鎊，是地面溫室栽種的1/2，經(jīng)過18個月的研發(fā)試驗并克服多項難題后，培育出可以供應(yīng)市場蔬菜產(chǎn)品[17]；另英國倫敦的地下農(nóng)場供應(yīng)微綠食品，也就是用蔬菜種子長出的微小蔬菜苗，用作高級沙拉。在地下農(nóng)場中，通過LED燈將電能轉(zhuǎn)化為光能，由此幫助人類應(yīng)對城市人口增長壓力，并為民眾提供更多健康食物[18]，有人預(yù)測這樣的地下農(nóng)場加上LED的發(fā)展，有助于解決人類的糧食危機(jī)[19]。

近些年，北京市的地下空間平均每年增加約300萬m2[20]，到2020年北京地下空間總面積將達(dá)到9000萬m2[21]；從為了躲避戰(zhàn)爭，到“深挖洞、廣積糧”，到環(huán)境惡化，土地利用面積不足，我國大小不同的城市都有成千上萬的大小不等的防空洞，從城市擴(kuò)張、工業(yè)化占用耕地增多的現(xiàn)狀來看，防空洞是可以有效再利用的空間；根據(jù)資源的有效利用原則，目前有大部分的防空洞改造成為酒吧、商店、貯藏室、綜合管廊等[22-25]，而我國城市人口眾多，蔬菜在運輸過程中，損耗嚴(yán)重，大大浪費環(huán)境資源，防空洞避開冬寒夏伏的影響，可周年進(jìn)行蔬菜栽培，改善防空洞內(nèi)的空氣條件，為城市居民提供新鮮蔬菜，目前我國蔬菜無土栽培技術(shù)迅速發(fā)展，利用LED解決蔬菜生長的光源，高精度技術(shù)控制封閉設(shè)施內(nèi)環(huán)境，實現(xiàn)蔬菜工廠式生產(chǎn)，達(dá)到單位產(chǎn)量高、產(chǎn)品潔凈安全等，在生產(chǎn)過程中解決營養(yǎng)液和光環(huán)境調(diào)控2個關(guān)鍵技術(shù)，將防空洞進(jìn)行農(nóng)業(yè)化利用在應(yīng)對我國城市的環(huán)境惡化、土地利用等方面具有重要的意義[26]。