防空洞农业化利用的研究进展

余碧霞，姜晓斌，徐基艳，黎晓明

（1.安庆职业技术学院，安徽安庆 246003；2.安徽路网集团，安徽合肥 230031）

防空洞是我国的重要民防工程，不同历史时期有不同的意义，经历过战争的人，是生命庇护场所；对于年轻人，是被遗弃了的城市空间，现在城市建设仍会留下大量地下空间。1981年，联合国自然资源委员会确定：“地下空间是一种重要的自然资源”，被赋予特殊意义，随着科技进步，战争的形式也发生相应变化，更加需要防空洞作为人防工程的基础设施，是城市建设中不可缺少的一分子；随着城镇化的进程和发展，越来越多的土地被改作他用，人们盲目随意地进行土地开发利用，人为地破坏土地资源，人们对土地资源的需求量和有限数量与供给稀缺性之间的矛盾也越来越明显，由此引发环境资源等问题，人口数量增加、资源紧缺、粮食短缺等，地表以下的地下空间有可能成为未来我国解决城市空间资源紧缺的重要手段，应充分考虑将城市的地下内部空间进行开发再利用。

《2013中国人类发展报告》预测，从2010年到2030年，中国将新增3.1亿城市居民，城镇化水平将达到70%。届时，中国城市人口总数将超过10亿[1]，中国城市人口密集，2011年果蔬成为了中国城市居民饮食的主要部分，人均日摄入量1027 g，占每日摄取总量的56%，蔬菜摄入量显著增加，占总摄入量的39%[2]，人均消费蔬菜400 g/d，按100万人生活的城市计算，每天需要40万kg的蔬菜供应，而我国目前蔬菜生产基地主要集中在农村或偏远农村，或通过由外地运输，而蔬菜从田头到最终进入市场商品阶段，在收获、分拣、贮藏、运输、销售环节的过程中，蔬菜因弃收、失水、腐烂等原因使蔬菜造成严重的损失。农业部数据显示，我国2018年蔬菜生产总量78308万t，而损失的数量达到27560万t，损失率达到35.23%；在城市进行都市农业生产，生产新鲜的果蔬农产品，就近供应给城市居民，将城市内部空间进行农业化开发利用对我国城市的发展具有非常重要的意义，同时为我国的防空洞开发利用提供发展思路。

1 防空洞环境条件

防空洞根据其内部明暗程度与空间关系，对防空洞3个不同进深程度将防空洞的空间进行划分，可以将其分为外部空间、入口空间、内部空间[3]，防空洞位置处于地面以下，不受太阳直接照射，氧气浓度低，地表与防空洞之间厚地层隔热保温，洞内空气只通过洞口与外界交换，进入洞内的热量少，使得室外温度38℃时，而防空洞内温度约为25℃，防空洞内温度与室外气温相差13℃，防空洞内气候适宜，内部湿度偏大。

在建设过程中，因地区、使用材料的不同，大致有3种类型：第1种是水泥结构，设有采光窗，大地气温对洞内温度有影响，冬季温度17～18℃，夏季温度21～22℃；第2种是水泥结构，设有鼓风筒，没有采光窗，洞内温度受大气温度影响很小，洞内基本常年恒温17～18℃；第3种是土结构，似窑洞，此类防空洞大小不一，无窗无通气设施，常年17～18℃；在正常年份内，防空洞内环境变化有干季和湿季之分，干季是11月至翌年3月，洞内月平均气温8.1～15.2℃，洞内气温均高于地面气温，冷空气向地下流动，形成对流，洞内干燥，空气相对湿度85%左右；湿季是4—10月期间，洞内月平均气温13.6～20.5℃，洞内冷空气比重大，空气很难在室内流通，气候潮湿，用排风机通风，地面热空气进入洞内反而会遇冷产生大量湿气，形成越通风越潮湿的现象[4]，湿度甚至可达100%。

防空洞地下水丰富且潮湿，洞顶有水珠凝结后滴落收集，水温可达 17.5～19.5℃，pH 6.8，透明度＞2 m，溶解氧浓度10.2 mg/L，总硬度280 mg/L，总碱度340 mg/L，总大肠菌群20个/L[5]；南方城市雨水丰富，地下水位高，土质也大多为粉砂粘土或砂石土，这些土质渗水性较大，导致地下防空洞渗水现象严重，这些水分的来源主要是因为浅层非承压地下水和浅层地表水（雨水、河塘、湖泊水等），邵林广通过对防空洞渗水的水源进行水质指标测定发现，地下防空洞渗水水质在不通过任何处理的情况下，虽然还达不到国家生活饮用水水质标准，却能够完全满足我国生活杂用水水质标准[6]。

2 我国城市现有防空洞利用现状

2.1 防空洞用于食用菌生产现状

食用菌营养丰富，是一种健康食品，鲜品市场不断发展，但我国夏季和冬季的极端温度严重影响其产品供应，若四季均需有产品上市，那么就必须利用制冷和加温设备才能做到四季周年栽培，制冷与加温设备投资较大，普通农户难以承担，并且承担较大的风险，若能够充分利用防空洞夏凉冬暖的特点，不仅可满足市场供应的均衡性，而且投资少、收益大；福建省三明市昼夜温差大，适合秀珍菇和茶新菇子实体生长发育，但在炎热夏季（7—8月），气温超过28℃，温差小，温度高，子实体不能正常生长，利用防空洞的低温条件实现“冷刺激”，从而诱导原基形成[7]，利用防空洞冬季栽培秀珍菇，春节前后上市，此时的产品价格高，能够取得好的收益[8]；唐海明等在上海利用防空洞进行珍稀菌类栽培，洞内温度环境恒定，不受季节影响，进行周年化生产，可降低生产成本，通过经济效益评估，每袋出菇成本1元（包括原材料、成品率、管理费、运费），出菇场地成本0.4元（包括管理、场地租金），生产23万袋，净收益10万元[9]。河北省西部地区井陉县利用防空洞进行鸡腿菇栽培[10]，错开栽培时间，在6—9月鸡腿菇下市时上市，可以增加收益[11]；邹城市东部的大束、张庄、城前等镇，山间防空洞较多，防空洞内冬暖夏凉、环境稳定、受外界影响小；王宝印[12]等在防空洞进行平菇栽培试验获得成功，并取得突飞猛进的发展，防空洞平菇栽培面积达1.3万m2；朱肖峰通过试验发现，金针菇粗稀型深色品种比较适合防空洞栽培，洞内通气较差，光线暗，使粗稀型深色品种表现为浅色细密型[4]；防空洞的气候适宜双孢菇生长，并使闲置资源得到开发利用，最适宜的栽培菌株是2796，出菇温度10～25℃，播种到出菇35～40 d，菇的外观呈现乳白色，个大，出菇齐，产量高[13]，从而提升经济效益。从1993年开始谭德寅同志在防空洞进行天麻的人工繁殖和栽培获得成功，克服以前无性天麻连栽几年后种子的退化减产现象，收益大幅提升，通过人工繁殖和栽培，天麻栽培每平方米净利润达500～800元，大大提高效益，增加收入。

2.2 防空洞用于养殖业现状

蒋文华在铜陵市地下防空洞饲养国家二级保护动物大鲵获得成功，防空洞自收集的水质符合大鲵生长需要，防空洞内的恒温有利于大鲵成长，将人工收购和捕捉来的大鲵养殖于地下防空洞内的水池，经过人工饲养，大鲵平日每日体重可增长2.5～3.0 g，栖息地环境的破坏和人为滥捕导致大鲵的数量减少[5]。由此看来，防空洞人工养殖大鲵的研究显得尤为重要[5]；梁进等于2002年12月间利用闲置的防空洞，进行刺参苗种越冬培育技术的探讨，以此解决当前养殖业对大规模刺参苗种的需求，降低越冬培育成本，提高经济效益[14]。利用防空洞避开夏季伏热，将蜂移入防空洞内，可减少蜂的死亡率，养蜂户增产8%[15]。

2.3 防空洞用于蔬菜栽培

蒜黄生长适温为12～30℃，要求黑暗，防空洞是其理想生产场所，黄石市在防空洞进行多年立体栽培蒜黄技术研究和应用，成效显著[16]；伦敦地铁北线克拉姆北站的地下30 m隧道内约1 hm2，稳定保持16℃的温度，蔬菜全年生长，首期栽种从2014年1月开始，地下农场水培草本作物生长培养床上，封闭的无尘环境生长，根据防空洞的环境条件特殊设计通风、光照、灌溉系统，对环境零影响前提下生产农产品，地下农场每月能源支付费用只有3000～4000英镑，是地面温室栽种的1/2，经过18个月的研发试验并克服多项难题后，培育出可以供应市场蔬菜产品[17]；另英国伦敦的地下农场供应微绿食品，也就是用蔬菜种子长出的微小蔬菜苗，用作高级沙拉。在地下农场中，通过LED灯将电能转化为光能，由此帮助人类应对城市人口增长压力，并为民众提供更多健康食物[18]，有人预测这样的地下农场加上LED的发展，有助于解决人类的粮食危机[19]。

近些年，北京市的地下空间平均每年增加约300万m2[20]，到2020年北京地下空间总面积将达到9000万m2[21]；从为了躲避战争，到“深挖洞、广积粮”，到环境恶化，土地利用面积不足，我国大小不同的城市都有成千上万的大小不等的防空洞，从城市扩张、工业化占用耕地增多的现状来看，防空洞是可以有效再利用的空间；根据资源的有效利用原则，目前有大部分的防空洞改造成为酒吧、商店、贮藏室、综合管廊等[22-25]，而我国城市人口众多，蔬菜在运输过程中，损耗严重，大大浪费环境资源，防空洞避开冬寒夏伏的影响，可周年进行蔬菜栽培，改善防空洞内的空气条件，为城市居民提供新鲜蔬菜，目前我国蔬菜无土栽培技术迅速发展，利用LED解决蔬菜生长的光源，高精度技术控制封闭设施内环境，实现蔬菜工厂式生产，达到单位产量高、产品洁净安全等，在生产过程中解决营养液和光环境调控2个关键技术，将防空洞进行农业化利用在应对我国城市的环境恶化、土地利用等方面具有重要的意义[26]。