防空洞農業化利用的研究進展

余碧霞，姜曉斌，徐基艷，黎曉明

（1.安慶職業技術學院，安徽安慶 246003；2.安徽路網集團，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，經歷過戰爭的人，是生命庇護場所；對于年輕人，是被遺棄了的城市空間，現在城市建設仍會留下大量地下空間。1981年，聯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，隨著科技進步，戰爭的形式也發生相應變化，更加需要防空洞作為人防工程的基礎設施，是城市建設中不可缺少的一分子；隨著城鎮化的進程和發展，越來越多的土地被改作他用，人們盲目隨意地進行土地開發利用，人為地破壞土地資源，人們對土地資源的需求量和有限數量與供給稀缺性之間的矛盾也越來越明顯，由此引發環境資源等問題，人口數量增加、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，應充分考慮將城市的地下內部空間進行開發再利用。

《2013中國人類發展報告》預測，從2010年到2030年，中國將新增3.1億城市居民，城鎮化水平將達到70%。屆時，中國城市人口總數將超過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，而我國目前蔬菜生產基地主要集中在農村或偏遠農村，或通過由外地運輸，而蔬菜從田頭到最終進入市場商品階段，在收獲、分揀、貯藏、運輸、銷售環節的過程中，蔬菜因棄收、失水、腐爛等原因使蔬菜造成嚴重的損失。農業部數據顯示，我國2018年蔬菜生產總量78308萬t，而損失的數量達到27560萬t，損失率達到35.23%；在城市進行都市農業生產，生產新鮮的果蔬農產品，就近供應給城市居民，將城市內部空間進行農業化開發利用對我國城市的發展具有非常重要的意義，同時為我國的防空洞開發利用提供發展思路。

1 防空洞環境條件

防空洞根據其內部明暗程度與空間關系，對防空洞3個不同進深程度將防空洞的空間進行劃分，可以將其分為外部空間、入口空間、內部空間[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，洞內空氣只通過洞口與外界交換，進入洞內的熱量少，使得室外溫度38℃時，而防空洞內溫度約為25℃，防空洞內溫度與室外氣溫相差13℃，防空洞內氣候適宜，內部濕度偏大。

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

防空洞地下水豐富且潮濕，洞頂有水珠凝結后滴落收集，水溫可達 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，土質也大多為粉砂粘土或砂石土，這些土質滲水性較大，導致地下防空洞滲水現象嚴重，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行水質指標測定發現，地下防空洞滲水水質在不通過任何處理的情況下，雖然還達不到國家生活飲用水水質標準，卻能夠完全滿足我國生活雜用水水質標準[6]。

2 我國城市現有防空洞利用現狀

2.1 防空洞用于食用菌生產現狀

食用菌營養豐富，是一種健康食品，鮮品市場不斷發展，但我國夏季和冬季的極端溫度嚴重影響其產品供應，若四季均需有產品上市，那么就必須利用制冷和加溫設備才能做到四季周年栽培，制冷與加溫設備投資較大，普通農戶難以承擔，并且承擔較大的風險，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“冷刺激”，從而誘導原基形成[7]，利用防空洞冬季栽培秀珍菇，春節前后上市，此時的產品價格高，能夠取得好的收益[8]；唐海明等在上海利用防空洞進行珍稀菌類栽培，洞內溫度環境恒定，不受季節影響，進行周年化生產，可降低生產成本，通過經濟效益評估，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23萬袋，凈收益10萬元[9]。河北省西部地區井陘縣利用防空洞進行雞腿菇栽培[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，山間防空洞較多，防空洞內冬暖夏涼、環境穩定、受外界影響小；王寶印[12]等在防空洞進行平菇栽培試驗獲得成功，并取得突飛猛進的發展，防空洞平菇栽培面積達1.3萬m2；朱肖峰通過試驗發現，金針菇粗稀型深色品種比較適合防空洞栽培，洞內通氣較差，光線暗，使粗稀型深色品種表現為淺色細密型[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，菇的外觀呈現乳白色，個大，出菇齊，產量高[13]，從而提升經濟效益。從1993年開始譚德寅同志在防空洞進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現象，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500～800元，大大提高效益，增加收入。

2.2 防空洞用于養殖業現狀

蔣文華在銅陵市地下防空洞飼養國家二級保護動物大鯢獲得成功，防空洞自收集的水質符合大鯢生長需要，防空洞內的恒溫有利于大鯢成長，將人工收購和捕捉來的大鯢養殖于地下防空洞內的水池，經過人工飼養，大鯢平日每日體重可增長2.5～3.0 g，棲息地環境的破壞和人為濫捕導致大鯢的數量減少[5]。由此看來，防空洞人工養殖大鯢的研究顯得尤為重要[5]；梁進等于2002年12月間利用閑置的防空洞，進行刺參苗種越冬培育技術的探討，以此解決當前養殖業對大規模刺參苗種的需求，降低越冬培育成本，提高經濟效益[14]。利用防空洞避開夏季伏熱，將蜂移入防空洞內，可減少蜂的死亡率，養蜂戶增產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場所，黃石市在防空洞進行多年立體栽培蒜黃技術研究和應用，成效顯著[16]；倫敦地鐵北線克拉姆北站的地下30 m隧道內約1 hm2，穩定保持16℃的溫度，蔬菜全年生長，首期栽種從2014年1月開始，地下農場水培草本作物生長培養床上，封閉的無塵環境生長，根據防空洞的環境條件特殊設計通風、光照、灌溉系統，對環境零影響前提下生產農產品，地下農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，經過18個月的研發試驗并克服多項難題后，培育出可以供應市場蔬菜產品[17]；另英國倫敦的地下農場供應微綠食品，也就是用蔬菜種子長出的微小蔬菜苗，用作高級沙拉。在地下農場中，通過LED燈將電能轉化為光能，由此幫助人類應對城市人口增長壓力，并為民眾提供更多健康食物[18]，有人預測這樣的地下農場加上LED的發展，有助于解決人類的糧食危機[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到9000萬m2[21]；從為了躲避戰爭，到“深挖洞、廣積糧”，到環境惡化，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，從城市擴張、工業化占用耕地增多的現狀來看，防空洞是可以有效再利用的空間；根據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，損耗嚴重，大大浪費環境資源，防空洞避開冬寒夏伏的影響，可周年進行蔬菜栽培，改善防空洞內的空氣條件，為城市居民提供新鮮蔬菜，目前我國蔬菜無土栽培技術迅速發展，利用LED解決蔬菜生長的光源，高精度技術控制封閉設施內環境，實現蔬菜工廠式生產，達到單位產量高、產品潔凈安全等，在生產過程中解決營養液和光環境調控2個關鍵技術，將防空洞進行農業化利用在應對我國城市的環境惡化、土地利用等方面具有重要的意義[26]。