1. مقدمه
در مواجهه با رشد جمعیت جهانی، امنیت غذایی به یک نگرانی مبرم تبدیل شده است [ 1 ]. گسترش شهری به طور مداوم بر روی مناظر طبیعی گسترش می یابد [ 2 ، 3 ] و اغلب در مجاورت خاک بسیار غنی و حاصلخیز قرار دارد که می تواند برای کشاورزی مفید باشد [ 4 ]. این روند نگران کننده در چندین بخش مختلف جهان مشاهده شده است [ 5 ، 6 ، 7 ، 8 ]. تا سال 2025، دو سوم جمعیت جهان در مناطق شهری متمرکز خواهند شد و اهمیت یک سیستم غذایی انعطاف پذیر برای ساکنان شهرها را افزایش می دهد [ 9 ]]. یکی از راه حل های پیشنهادی برای پایدارتر کردن شهرها، اجرای سیستم های کشاورزی شهری (UA) محلی است. UA معمولاً به عنوان عمل رشد، پردازش و توزیع مواد غذایی در شهرها، شهرها و مناطق حومه شهری نامیده می شود [ 1 ]. متنوع کردن منابع غذایی و خودکفایی حداقل تا حدی از طریق UA یکی از راههای افزایش انعطافپذیری سیستمهای غذایی و همچنین تضمین امنیت غذایی در مناطق شهری است [ 10 ، 11 ].
UA را می توان به اشکال مختلف، توسط افرادی با سطوح مختلف تخصص و با انواع تکنیک های مدیریت مزرعه پیاده سازی کرد [ 10 ، 11 ، 12 ]. تکنیک های باغبانی از کشاورزی ارگانیک، که در آن هیچ آفت کش یا علف کش استفاده نمی شود، تا هیدروپونیک، که در آن محصولات با مواد مغذی از طریق آب تغذیه می شوند، که نیاز به خاک را از بین می برد، می باشد [ 13 ، 14 ]. موقعیت جغرافیایی نقش کلیدی در تعیین انواع و مقادیر محصولی که می توان با استفاده از روش های خاکی کشت کرد بازی می کند [ 11 ، 15 ].]. با UA، تنوع محصولات کشت شده نیز می تواند به وضعیت اقتصادی کشور مورد نظر بستگی داشته باشد. در کشورهای غربی، شیوههای UA عمدتاً به تولید سبزیجات اختصاص داده میشود، زیرا این عمل نسبت به سایر محصولات، مانند غلات، مولدتر و سودآورتر است [ 16 ، 17 ، 18 ]. با این حال، در کشورهای در حال توسعه گزارش شده است که از UA برای رشد محصولات اصلی حتی با بازدهی کاهش یافته نیز استفاده می شود [ 11 ، 17 ، 18 ، 19 ].
در حالی که سیستم های هیدروپونیک به طور کلی منجر به بازده بسیار بالا و بهره مندی از یک فصل رشد بی حد و حصر می شوند، آنها همچنین با افزایش نیاز به انرژی و نیروی انسانی و همچنین هزینه های زیرساخت بالاتر همراه هستند [ 14 ]. برخی از گروهها در مورد آلودگی و مواد شیمیایی مضری که ممکن است توسط محصولات UA به انسان منتقل شود، حدس و گمان میزنند [ 20 ، 21 ]. این مزایا و معایب متضاد منجر به بحث در مورد کاربرد هیدروپونیک در UA شده است [ 14 ].
UA مزایای اجتماعی و زیست محیطی زیادی را برای جمعیت شهری و روستایی فراهم می کند [ 11 ]. دوشمین و همکاران [ 12 ] بر پیشرفتهای متعدد در سبک زندگی شهری، مانند ایجاد جوامع متحد، خودکفا و دسترسی به غذاهای تازهتر، سالمتر و محلی تأکید میکنند. UA علاوه بر مزایای اجتماعی خود می تواند: ایجاد مناطق سبز و کاهش اثر جزیره گرمایی شهری [ 11 ، 22 ]; ارائه خدمات اکوسیستمی به ساکنان شهری، مانند تصفیه آب و هوا [ 1 ، 23 ]؛ کاهش فقر و گرسنگی با بازیافت زباله های غذایی شهری [ 24 ]. ایجاد مشاغل جدید [ 12 ، 25]؛ و مایل غذا و ردپای کربن شهرها را کاهش دهد [ 12 ]. با توجه به اینکه بسیاری از این مزایا با اهداف دستیابی به توسعه پایدار همسو هستند، تعجب آور نیست که بسیاری از شهرهای آمریکای شمالی برنامه های UA را اجرا کرده اند، اگرچه اکثر آنها در مقیاس نسبتاً کوچک عمل می کنند [ 9 ، 25 ]. تحقیقات کمی بیشتر برای ارزیابی قابلیت افزایش مقیاس UA مورد نیاز است.
جزیره مونترال یک کلان شهر معمولی با اندازه متوسط در آمریکای شمالی است، با هسته مرکزی شهر متراکم که توسط محله هایی با درآمدهای متفاوت و حومه شهر در امتداد محدوده شهر در شرق، غرب و شمال احاطه شده است. ساکنان آن که به عنوان یک شهر سبز شناخته می شود، در 30 سال گذشته از طریق باغ های جمعی، برنامه های باغ اجتماعی سازماندهی شده توسط شهر و باغ های شخصی، UA را تمرین کرده اند [ 12 ]. در حال حاضر با افزایش محبوبیت، چندین پروژه غذایی محلی پدید آمده اند، از هیدروپونیک صنعتی گرفته تا باغ های محلی. به دنبال طوماری با امضای بیش از 22000 ساکن، دفتر مشاوره عمومی مونترال (OCPM) اخیرا گزارشی در مورد وضعیت UA در مونترال منتشر کرد [ 15 ]]. این گزارش تأیید میکند که UA میتواند رفاه اجتماعی و کیفیت محیطی را در مونترال افزایش دهد، اما هیچ داده کمی در مورد پتانسیل UA مونترال ارائه نکرد. به عنوان یک مطالعه موردی، مونترال به عنوان یک نمونه اولیه برای یک شهر معمولی پساصنعتی آمریکای شمالی عمل می کند و با عرض جغرافیایی نسبتاً شمالی خود، می تواند مکمل مطالعات موردی انجام شده در سایر اقلیم ها باشد [ 11 ].
اهداف این پژوهش سه مورد است:
- (1)
-
برای بررسی اینکه چقدر دشوار خواهد بود جزیره مونترال بتواند تقاضای سبزیجات داخلی خود را بر اساس چندین فرض تامین کند. ما تحقیقات خود را بر اساس انواع سیستمهای کشاورزی شهری، مانند روشهای باغبانی مرسوم یا با شدت بالا، ایجاد کردیم. (برای هدف این مقاله، کشاورزی مرسوم شهری به عنوان شدت کم نامیده می شود. UA با شدت کم می تواند توسط شهروندان با تجربه باغبانی متوسط، معمولا به عنوان بخشی از یک باغ جمعی انجام شود، در حالی که UA با شدت بالا به یک مزرعه اشاره دارد. مدیریت با افزایش نهاده ها، مانند آموزش بهتر کشاورزان و مراقبت بیشتر از هر گیاه، چه در باغ فردی یا اجتماعی. Duchemin و همکاران را ببینید .] برای اطلاعات بیشتر). سناریوهای چندگانه کاربری زمین شبیهسازی میکنند که چگونه شهر ممکن است ترکیب کاربری اراضی خود را تغییر دهد اگر مجبور شود در تولید سبزیجات خود به خودکفایی برسد.
- (2)
-
بررسی این موضوع در مقیاسی دیگر و اظهار نظر در مورد توانایی 33 ناحیه مونترال برای ارائه رژیم غذایی گیاهی توصیه شده به ساکنان مربوطه از طریق UA، در حالی که استفاده از هیدروپونیک را به حداقل می رساند، به دلیل افزایش نیازهای انرژی و مالی مرتبط با این عمل [ 14 ]. ].
- (3)
-
ایجاد یک شاخص عملکرد برای ارزیابی توانایی هر بخش برای حمایت از تراکم جمعیت بالا در حالی که همچنان سبزیجات کافی برای ساکنانش بر اساس در دسترس بودن کاربری زمین تولید می کند. مناطقی که قادر به حفظ تراکم بالای جمعیت بدون نیاز به استفاده از هیدروپونیک هستند، دارای مطلوب ترین ترکیب کاربری اراضی برای اجرای کارآمد UA در نظر گرفته می شوند.
2. روش ها
به منظور ارزیابی پتانسیل UA مونترال، هر دو الگوی مصرف و تولید در نظر گرفته شدند. تخصیص یک هدف ثابت تقاضای سبزیجات امکان ایجاد شبیهسازیهای مختلف کاربری زمین با قابلیتهای تولیدی متفاوت را فراهم کرد. این روش، با الهام از Martellozzo و همکاران. رویکرد جهانی [ 26 ]، با ویژگیهای مطالعه موردی مونترال طراحی شد. مصرف سبزیجات هر ساکن بر اساس توصیه های چندین سازمان بین المللی برای یک سبک زندگی فعال و سالم تعریف شد [ 1 ، 27 ، 28 ].]. نسبت و تنوع سبزیجات مصرف شده در مونترال بر اساس محتویات کشاورزی مورد حمایت جامعه محلی (CSA) ارزیابی شد (کشاورزی تحت حمایت جامعه یک سیستم تولید و توزیع مواد غذایی است که در آن مصرف کنندگان سبدهای محصول را از قبل سفارش می دهند و برداشت های هفتگی فصلی رسیده را دریافت می کنند. تامین معیشت کشاورز و کاهش ضایعات غذایی) سبد. سپس به این سبزیجات عملکرد (g/m2) اختصاص داده شد) برای هر سیستم کشاورزی بر اساس عملکرد واقعی کشاورزی در استان کبک، و همچنین نسبت عملکرد یافت شده در چندین مطالعه ارجاع شده. سناریوهای تولید چندگانه با اعمال طیفی از بازده سبزیجات در بخشهایی از زمینهای خالی و مسکونی که برای UA در هر سناریو تعیین شده بودند، شبیهسازی شدند. فضای پشت بام صنعتی برای هیدروپونیک گلخانه ای استفاده می شد و فرض بر این بود که در تمام طول سال سبزیجات تولید می شد. سپس توانایی هر بخش برای تولید سبزیجات کافی برای برآورده کردن تقاضای ساکنانش ارزیابی شد. تمام تحلیلهای فضایی با استفاده از ArcMap 10.1 و Google Earth 6.2 [ 29 ، 30 ] انجام شد.
2.1. تقاضای سبزیجات
ترکیبی از داده های سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد (UN FAO)، آمار کانادا (StatsCan)، وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA)، سازمان بهداشت جهانی (WHO) و Institut National de Prevention et d’Education pour la Santé (INPES) برای تعریف مصرف سبزیجات توصیه شده برای هر نفر استفاده شد [ 1 ، 28 ، 31 ، 32 ، 33 ]. طبق گفته این سازمان ها، میانگین مصرف روزانه توصیه شده سبزیجات و میوه 500 گرم برای هر نفر در روز است. راهنمای غذای کانادا [ 34] نشان می دهد که سبزیجات تازه باید دو سوم این مقدار را تشکیل دهند و در نتیجه مصرف روزانه 330 گرم سبزیجات تازه برای هر نفر توصیه می شود. تقاضای سبزیجات در هر منطقه با استفاده از داده های جمعیت از سرشماری سال 2011 آمار کانادا [ 35 ، 36 ] محاسبه شد. فرمول زیر برای تعیین تقاضای سالانه سبزیجات برای یک جمعیت معین استفاده شد:
که در آن YVD تقاضای سالانه سبزیجات است، Pop b کل جمعیت یک منطقه در سال 2011 است و RVI v مقدار توصیه شده روزانه یک نوع سبزی است که وقتی جمع شود، روزانه 330 گرم سبزیجات تازه را برای هر نفر نشان می دهد.
2.2. بازده و انواع سبزیجات
یک سبد محبوب CSA که توسط Santropol Roulant طراحی و توزیع شده است [ 37] (Santropol Roulant یک سازمان اجتماعی مستقر در مرکز شهر مونترال است. در سال 1995 تأسیس شد، این یک پیشگام در کشاورزی شهری در این منطقه است. برخی از محصولات آنها از مشارکت با پروژه “پردیس خوراکی” دانشگاه مک گیل می آید) به عنوان نماینده استفاده شد. نمونه ای از نسبت ها و انواع سبزیجات موجود در رژیم غذایی متوسط مونترالر. انتخاب های تولیدی آنها نه تنها نشان دهنده تنوع سبزیجاتی است که می توان در آب و هوای مونترال کشت کرد، بلکه ترجیحات مشتریان آنها را نیز منعکس می کند، گروهی که به عنوان نماینده ای برای ترجیحات سبزیجات جمعیت مونترال به عنوان یک کل استفاده می شد. سبزیجاتی که معمولاً به صورت هیدروپونیک کشت نمی شوند، مانند سیب زمینی، در نظر گرفته نشدند، به طوری که می توان یک مخلوط سبزیجات سازگار برای تمام سیستم های مدیریت مزرعه انتخاب کرد.
از آنجایی که عملکرد می تواند بسته به نوع و شدت کشاورزی بسیار متفاوت باشد، طیفی از برآوردهای عملکرد مورد بررسی قرار گرفت [ 12 ]. پنج سیستم مدیریت کشاورزی در نظر گرفته شد: فضای خالی با شدت بالا، فضای خالی با شدت کم، فضای مسکونی با شدت بالا، فضای مسکونی با شدت پایین و هیدروپونیک پشت بام. کشاورزی با شدت بالا به عنوان کرت های تحت نظارت دقیق تعریف می شود که مراقبت بیشتری دریافت می کنند و می توانند عملکرد بسیار بالاتری نسبت به کشاورزی معمولی یا ارگانیک اولیه تولید کنند، و معمولاً در باغ های فردی یا محلی انجام می شود، جایی که اندازه قطعه کوچکتر از کشاورزی سنتی است [ 12 ].]. برعکس، UA با شدت کم یک عمل تولیدی است که نیاز به سیستم مدیریت فشرده کمتری دارد، به طور کلی در مناطقی با کیفیت خاک ضعیفتر انجام میشود، عملکرد نسبتاً کمتری تولید میکند و معمولاً در یک باغ جمعی انجام میشود [ 12 ]. بازده فضای خالی با شدت بالا و کم از نسبتهای بازدهی به دست میآید که نشاندهنده طیف وسیعی از باغهای اجتماعی و جمعی است، که احتمالاً در یک قطعه بزرگ از زمینهای دارای مالکیت عمومی، مانند فضای خالی اجرا میشوند. هر دو محصول مسکونی از نسبتهای عملکردی به دست میآیند که نشاندهنده کشاورزان فردی با درجههای متفاوتی از دانش فنی، تجربه کشاورزی و ورودی نیروی کار است.
بازده هیدروپونیک از منابع مختلف، از جمله چندین مطالعه بین المللی [ 14 ، 38 ]، و همچنین مزارع لوفای مونترال [ 39 ] گردآوری و میانگین گیری شد (مزارع لوفا یک مزرعه تجاری هیدروپونیک روی پشت بام است که سبدهای CSA را فراهم می کند، و همچنین میزبان آن است. بازار کشاورزان خود). همه بازده های کم و با شدت بالا با اعمال نسبت های عملکرد به داده های آمار کانادا [ 31 ] برای بازده سبزیجات معمولی در کبک برآورد شدند . بازده فضای خالی کم و با شدت بالا در هر سبزی به ترتیب به عنوان نسبت 0.53 و 1.12 از عملکرد معمولی مربوطه برای آن سبزی تخمین زده می شود [ 12 ].]. بازده فضای مسکونی با شدت کم و با شدت بالا در هر سبزی با استفاده از نسبت 2.03 و 3.50 از عملکرد معمولی محاسبه شد [ 11 ، 12 ، 40 ]. منابع مربوط به بازده و نسبت های بازده را می توان در جدول 1 مشاهده کرد. از آنجایی که بازده باغهای منفرد متغیرتر است، دو منبع برای ارائه نسبت عملکرد برای فضای مسکونی با شدت بالا به طور میانگین محاسبه شد. این چهار مقدار عملکرد به گونهای اعمال شد که گویی تولید در طول سال اتفاق میافتد، بدون توجه به فصلی بودن در شهر. جدول 2نسبتی که هر سبزی در رژیم غذایی متوسط مونترالر نشان می دهد و عملکرد مربوط به هر نوع فضای رشد بالقوه را نشان می دهد. طیف گسترده ای از مقادیر عملکرد حاصل در این استراتژی های مختلف مدیریت مزرعه در تعیین اینکه چه نسبتی از جمعیت می تواند در سناریوهای متناوب تغذیه شود، مهم است.
جدول 1. منابع داده های عملکرد و نسبت عملکرد برای سیستم های مختلف مدیریت مزرعه.
جدول 2. انواع سبزیجات و عملکرد مرتبط با آنها با استفاده از سیستم های مختلف مدیریت مزرعه.
2.3. کاربری زمین و جمعیت
برای انجام یک تحلیل فضایی، ما یک نقشه کاربری زمین از Communauté Urbaine de Montréal [ 41 ]، و همچنین نقشه ای که 33 ناحیه مونترال را مشخص می کند [ 42 ] به دست آوردیم. به منظور جلوگیری از تخمین بیش از حد فضای بالقوه موجود برای کشاورزی، جاده ها با استفاده از عرض متوسط 8 متر در هر جاده دو خطه از تمام کاربری ها در نقشه حذف شدند (خطوط دارای عرض رسمی 3.5 متر با 1 متر اضافی در هر جاده هستند. جاده؛ یک جاده دو بانده بنابراین 8 متر عرض دارد) [ 43 ]. جمعیت هر بخش از آخرین سرشماری کانادا [ 35 ] به دست آمد.
کاربری هایی که در این مطالعه برای UA در دسترس در نظر گرفته شد عبارتند از: فضای خالی، فضای حیاط مسکونی و فضای پشت بام صنعتی. فضای خالی به عنوان تمام فضای بلااستفاده در یک محله، از جمله فضای رسمی بهره برداری نشده و پارکینگ ها [ 41 ] تعریف شد. اگرچه پارکینگها هدف مهمی را دنبال میکنند، نقشه کاربری زمین بین این فضاهای خالی و دیگر فضاهای خالی تمایز قائل نمیشود، بنابراین آنها را به یک محدودیت در مجموعه داده تبدیل میکند. فضای پشت بام صنعتی با پوشش ردپای ساختمان محاسبه شد [ 42] در نقشه کاربری و محاسبه مساحت تمام پشت بام هایی که در محدوده کاربری صنعتی قرار می گیرند. فضای حیاط مسکونی با ترسیم حیاط ها از قطعات زمین مسکونی نمونه برداری تصادفی محاسبه شد. در Google Earth، ده نمونه قطعه زمین از هر یک از مسکنهای مسکونی با تراکم کم، متوسط و بالا از سراسر جزیره انتخاب شد. در طول فرآیند رقومی سازی، از تصاویر تاریخی از نزدیک ترین تاریخ ممکن به نقشه کاربری زمین استفاده شد. نسبت فضای چمن نسبت به اندازه پاکت برای سه تراکم مسکن محاسبه و میانگین شد. در مناطق مسکونی کم تراکم (از جمله مسکن ردیفی نیمه جدا) 27.68 درصد از هر قطعه زمین به عنوان منطقه بالقوه برای اجرای UA در نظر گرفته شد. در مناطق مسکونی با تراکم متوسط (خانه شهری) و پرتراکم (کاندومینیوم یا آپارتمان) 20.13% و 21. 27 درصد از هر بسته به ترتیب به فضای UA اختصاص یافت. بازده UA با شدت بالا و کم در این مناطق خالی و مسکونی اعمال شد، در حالی که بازده هیدروپونیک منحصراً برای پشت بامهای صنعتی اعمال شد.
منطقه کشاورزی دائمی در مونترال در پنج ناحیه حومه شهری گسترش یافته است. این منطقه کشاورزی در تجزیه و تحلیل دست نخورده باقی ماند. تمام تولیدات در این منطقه به عنوان تولید سبزیجات با بازده کشاورزی مرسوم کشاورزان کبک، جمع آوری شده از آمار کانادا [ 31 ] در نظر گرفته شد. مساحت منطقه دائمی کشاورزی در مقایسه با مقدار فضایی که به طور بالقوه می تواند به UA اختصاص داده شود، ناچیز است (~4٪ از مساحت جزیره) و بنابراین، تأثیر عمده ای بر نتایج این مطالعه ندارد.
2.4. سناریوهای شبیه سازی جزیره
شبیه سازی ها در دو مقیاس مختلف انجام شد: جزیره به عنوان یک کل و برای هر منطقه به طور مستقل. این جزیره و بخش های آن در شکل 1 نشان داده شده است. تجزیه و تحلیل سراسری جزیره به منظور تخمین درصد تقاضای سبزیجات که می تواند با تخصیص کشاورزی به مناطق استفاده از زمین که قبلاً توضیح داده شده است، برآورده شود، انجام شد. ما چهار سناریوی زیر را محاسبه و مقایسه کردیم:
سناریوی جزیره 1: تولید سبزیجات به تمام فضای خالی جزیره اختصاص داده می شود. این می تواند یک طرح کم خطر در نظر گرفته شود که نیاز به سرمایه گذاری مالی نسبتاً کمی دارد. هدف مدیریت دولتی تبدیل و اختصاص تمام فضای خالی موجود به کشاورزی، چه به عنوان باغ های اجتماعی یا جمعی است. احتمالاً در این سناریو، هدف صرفاً تولید مواد غذایی نخواهد بود، بلکه تقویت منافع اجتماعی و زیست محیطی نیز خواهد بود. برای سناریوی 1، دو نتیجه تولید شد: یکی با استفاده از بازده UA با شدت پایین و دیگری با استفاده از بازده UA با شدت بالا، همانطور که در بخش 2.1 توضیح داده شد .
سناریوی جزیره 2: تولید سبزیجات با استفاده از محصول هیدروپونیک به تمام فضای پشت بام صنعتی اختصاص داده می شود. سناریو 2 را می توان به عنوان یک سرمایه گذاری فشرده در UA تجاری توصیف کرد که در آن یک گلخانه در بالای هر ساختمان صنعتی ساخته می شود. این بدون شک نیاز به سرمایه گذاری قابل توجهی در امور مالی و نیروی کار دارد. سناریوی 2 یک نتیجه را ایجاد می کند که به موجب آن از تمام پشت بام های صنعتی برای کشت سبزیجات به صورت هیدروپونیک استفاده می شود.
سناریوی جزیره 3: تولید سبزیجات به فضای حیاط مسکونی اختصاص داده می شود. سناریوی 3 آیندهای را پیشبینی میکند که در آن جنبش UA گسترش مییابد و توسط هر خانواده انجام میشود. این سناریو را می توان به عنوان یک برنامه اقدام انبوه توصیف کرد که به موجب آن همه از زمین های موجود خود برای UA استفاده می کنند. در این مورد، دو نتیجه تولید شد، یکی که در آن تمرینکنندگان بهطور معمولی باغبانی میکنند و تکنیکهای کشاورزی پیشرفتهای ندارند و دیگری با عملکرد بالا.
سناریوی جزیره 4: ترکیبی از سناریوهای 1، 2 و 3. در سناریوی 4، یک سیستم تولید مواد غذایی که در آن مردم فضای خالی را به UA تبدیل می کنند و ساکنان باغ های شخصی را در زمین های خانه خود پرورش می دهند، پیش بینی شده است. هیدروپونیک در پشت بام های صنعتی نیز اجرا می شود. هدف این سناریو بررسی این است که با توجه به یک سیستم آرمانگرایانه و جامع UA که هم بخش دولتی و هم بخش خصوصی را در بر میگیرد، چقدر میتوان به راحتی جمعیت را تغذیه کرد. این شبیه سازی 2 نتیجه را ایجاد می کند: یکی که در آن بازده های کم شدت به حیاط مسکونی و فضای خالی اعمال می شود و دیگری که در آن بازدهی با شدت بالا در این مناطق اعمال می شود. هر دو نتیجه از بازده هیدروپونیک یکسان در پشت بام های صنعتی استفاده می کنند.
2.5. شبیه سازی منطقه
تجزیه و تحلیل در سطح شهرستان با استفاده از سناریویی انجام شد که در آن توانایی هر بخش برای تولید نیاز غذایی خود مورد ارزیابی قرار گرفت. استفاده از فضاهای مسکونی و خالی به حداکثر رسید و استفاده از هیدروپونیک به دلیل افزایش هزینه های مالی و نیروی کار مرتبط با این عمل به حداقل رسید. از فضای حیاط مسکونی و فضای خالی برای تولید محصولات با شدت کم و با شدت بالا، مانند سناریوهای جزیره 1 و 3، استفاده شد. فرمول زیر:
که در آن HD b درصدی از نیاز سبزیجات است که باید از هیدروپونیک تامین شود تا نیاز سبزی را برای یک منطقه برآورده کند، Rv b مقدار سالانه سبزیجاتی است که در محوطه های مسکونی رشد می کند، Vv b مقدار سالیانه سبزیجاتی است که در فضای خالی کشت می شود. فضا و YVD b تقاضای سالانه سبزیجات در یک منطقه است. مناطقی که HD b صفر است می توانند سبزیجات کافی برای پاسخگویی به تقاضای جمعیت خود بدون نیاز به هیدروپونیک تولید کنند، در حالی که مناطق با HD bاز 100 نفر از نظر تئوری هیچ فضای مسکونی یا خالی ندارند و باید تمام رژیم غذایی سبزیجات خود را از هیدروپونیک تامین کنند. سپس فرمول زیر برای تعیین درصدی از کل فضای پشت بام صنعتی هر منطقه که برای تولید مقدار مورد نیاز سبزیجات به صورت هیدروپونیک ضروری است، اعمال شد:
که در آن IR b درصد کل فضای پشت بام صنعتی مورد نیاز برای تامین نیاز سالانه سبزیجات است، YVD vb نیاز سبزی سالانه یک نوع سبزی در یک منطقه است، Rv vb مقدار آن سبزی رشد شده در مناطق مسکونی در منطقه است. ناحیه ، Vv vb مقدار بالقوه آن سبزی است که در فضای خالی ناحیه رشد می کند، Yv عملکرد کم یا با شدت بالا برای آن سبزی است و TIR b کل فضای صنعتی موجود در پشت بام در ناحیه است. بخش هایی که IR ب100 یا بیشتر است، حتی اگر از تمام فضای صنعتی پشت بام برای هیدروپونیک استفاده کنند، نمی توانند نیاز سبزیجات خود را برآورده کنند.
یک شاخص عملکرد برای اندازهگیری توانایی هر بخش برای حمایت از تراکم جمعیت بالا بدون توسل به تولید هیدروپونیک برای برآوردن تقاضای سبزیجات خود ایجاد شد. یک منطقه ایده آل می تواند از تراکم جمعیت بالایی پشتیبانی کند و تمام سبزیجات خود را با استفاده از فضای خالی یا چمن پرورش دهد و نیاز به هیدروپونیک را از بین ببرد. با فرض اینکه هر بخش کشاورزی شهری با بازده متوسط را در فضای خالی و مسکونی خود اجرا می کند، نیاز به مکمل های گیاهی هیدروپونیک در هر منطقه در برابر تراکم نسبی جمعیت ترسیم شد تا ارزیابی شود که کدام مناطق در این دسته قرار می گیرند.
3. نتایج
نتایج چهار شبیه سازی سراسر جزیره در جدول 3 فهرست شده است. استفاده از بالا در مقابلکشاورزی شهری با شدت پایین تأثیر زیادی بر درصد جمعیت قابل تغذیه داشت که نشان میدهد شدت کشاورزی در فضای خالی و مسکونی مهم است. استفاده از هیدروپونیک در پشت بام های صنعتی (سناریو 2) به تنهایی مقدار زیادی سبزیجات تولید می کند. با این حال، این امر مستلزم تعهد بسیار بیشتری، هم از نظر اجتماعی و هم از نظر مالی است. با ترکیب فضای مسکونی و خالی برای استفاده از UA (سناریو 1 و 3)، 136.5٪ از جیره سبزیجات را می توان با استفاده از برآوردهای محافظه کارانه با شدت پایین تولید کرد. در این مورد، حتی اگر تمرینکنندگان کشاورزان با تجربه نباشند، میتوان تقاضای سبزیجات را بدون هزینههای مالی عمده برآورده کرد. اگر تمرینکنندگان با تجربهتر و متعهدتر به کشاورزی بودند، میتوان تقاضای سبزیجات را تنها با استفاده از درصدی از چمنهای مسکونی برآورده کرد (سناریو 3).
جدول 3. چهار سناریوی شبیهسازی که درصد تقاضای سبزیجات را در کل جزیره مونترال با استفاده از برآورد کم یا بالا برای بازده کشاورزی شهری (UA) بیان میکند.
تجزیه و تحلیل انجام شده در سطح شهرستان، مقدار هیدروپونیک تکمیلی مورد نیاز برای هر بخش را ارزیابی کرد. با در نظر گرفتن عملکرد کم شدت ( شکل 2 )، منطقه ای که بیشترین تقاضای هیدروپونیک را داشت فلات مون رویال بود، جایی که 74.8 درصد از نیاز سبزیجات باید با هیدروپونیک تامین می شد. برعکس، هیچ استفاده از هیدروپونیک برای تامین نیاز سبزیجات در 19 منطقه از 33 منطقه، که 30.5٪ از جمعیت مونترال را تشکیل می دهند، ضروری نیست. هنگامی که همان تجزیه و تحلیل با برآوردهای عملکرد با شدت بالا انجام شد، 28 منطقه برای برآوردن نیاز غذایی خود به هیدروپونیک نیاز ندارند. این 66.8 درصد از جمعیت مونترال را تشکیل می دهد. جمعیت هر بخش در جدول 4 فهرست شده است.
شکل 2. درصد هیدروپونیک مورد نیاز برای رسیدن به تقاضای سبزیجات پس از حداکثر استفاده از فضای خالی و مسکونی حیاط برای تولید سبزیجات با شدت کم یا با شدت بالا. برای کلید محله به جدول 4 مراجعه کنید .
جدول 4. مناطق مونترال و جمعیت مرتبط با آنها.
به منظور تعیین امکان سنجی زیرساختی این طرح ها، درصد فضای بام صنعتی مورد نیاز برای پاسخگویی به تقاضا برای هر شهر محاسبه شد. به عنوان مثال، برخی از مناطق ممکن است نیاز به 50٪ از نیاز سبزی خود را از طریق هیدروپونیک تولید کنند، اما فضای کافی روی پشت بام برای تسهیل این امر ندارند. با کشاورزی کم شدت ( شکل 3 )، هفت منطقه فضای مورد نیاز روی پشت بام را نداشتند. با این حال، با برآوردهای شدید، تنها یک منطقه قادر به رشد سبزیجات کافی با پشت بامهای صنعتی نبود: Plateau-Mont Royal.
شکل 3. درصد فضای صنعتی پشت بام مورد نیاز برای تولید هیدروپونیک پس از حداکثر استفاده از فضای خالی و مسکونی حیاط برای تولید سبزیجات با شدت کم یا با شدت بالا. برای کلید محله به جدول 4 مراجعه کنید .
شکل 4. شاخص عملکرد هر بخش که نیازهای هیدروپونیک را در برابر تراکم نسبی جمعیت، با فرض مقادیر متوسط عملکرد (میانگین برآوردهای عملکرد با شدت بالا و پایین) مقایسه می کند. میله های خطا واریانس نیاز به هیدروپونیک را نشان می دهد زیرا مدیریت مزرعه و مقادیر عملکرد کم و بیش شدید می شود. پنج منطقه دورتر برای وضوح بصری حذف شدند.
هنگام مقایسه عملکرد بخش ها، یک منطقه ایده آل در نظر گرفته می شود که بتواند از تراکم جمعیت بالا در حین کشاورزی در مناطق خالی و مسکونی، بدون نیاز به هیدروپونیک حمایت کند ( شکل 4 ). تراکم جمعیت بالاتر در یک منطقه نشان می دهد که فضای کمتری برای UA در دسترس خواهد بود، زیرا زمین بیشتری به مسکن های مسکونی با تراکم بالا اختصاص داده می شود. در این مناطق، هیدروپونیک تکمیلی احتمالاً مورد نیاز خواهد بود، مگر اینکه مناطق دارای زمین خالی مازاد در دسترس باشند، همانطور که در مورد مناطق واقع در ربع پایین سمت راست شکل 4 است.. فقط پنج بخش در ربع ایده آل واقع شده اند. با این حال، میله های خطا اهمیت مدیریت مزرعه را برجسته می کند: با عملکرد کم شدت، تنها چهار منطقه در ربع ایده آل در مقایسه با پتانسیل ده منطقه با برآورد عملکرد با شدت بالا عمل می کنند.
4. بحث
علیرغم اینکه به عنوان یک شهر سبز شناخته می شود، کمبود شگفت انگیزی از اطلاعات کمی در مورد کشاورزی شهری در مونترال وجود دارد. با توجه به فرضیات ارائه شده در این مطالعه، نتایج نشان میدهد که برآوردن نیاز سبزیجات جمعیت مونترال در دسترس است. در سناریوی جزیره 4، اگرچه یک سناریوی بسیار ایده آل گرایانه، تقاضای سبزیجات می تواند به راحتی برآورده شود اگر از تمام فضای خالی، پشت بام های صنعتی و فضای باغ مسکونی مشخص شده برای UA استفاده شود. به نظر میرسد که این نتایج حتی با استفاده از تخمینهای بازده کم که معمولاً توسط یک باغبان معمولی خانگی بدست میآید قابل دستیابی است. متناوبا، در یک سناریوی واقعی تر، که در آن فضاهای حیاط خالی و مسکونی برای UA با برآورد عملکرد کم استفاده می شود، تقاضای سبزیجات کل جزیره نیز می تواند برآورده شود. این نتیجه، اگرچه فوراً قابل دستیابی نیست، اما برای علاقه مندان UA در مونترال دلگرم کننده است، زیرا نشان می دهد که مقادیر قابل توجهی از رژیم غذایی ما می تواند در آینده نزدیک بدون نیاز به خرید مالی قابل توجه در این جزیره تولید شود. با این حال، ذکر این نکته حائز اهمیت است که محدودیتها و مفروضاتی وجود داشت که در طول دوره تحلیل مطرح شد. با توجه به تنوع بالای بازده UA به دلیل الگوهای آب و هوایی، فصل رشد، کیفیت هوا و آب، مصرف کود، خرابکاری محصول و سایر عوامل خارجی، ممکن است این نتایج بیش از حد برآورد شود. در مقابل، برخی از مناطق بالقوه برای UA، مانند فضای بالکن، به دلیل محدودیت داده در نظر گرفته نشد. با این وجود، نتایج از همان نتیجه گیری در گروال و گروال حمایت می کند. زیرا نشان می دهد که مقادیر قابل توجهی از رژیم غذایی ما می تواند در آینده نزدیک بدون نیاز به خرید مالی قابل توجه در جزیره تولید شود. با این حال، ذکر این نکته حائز اهمیت است که محدودیتها و مفروضاتی وجود داشت که در طول دوره تحلیل مطرح شد. با توجه به تنوع بالای بازده UA به دلیل الگوهای آب و هوایی، فصل رشد، کیفیت هوا و آب، مصرف کود، خرابکاری محصول و سایر عوامل خارجی، ممکن است این نتایج بیش از حد برآورد شود. در مقابل، برخی از مناطق بالقوه برای UA، مانند فضای بالکن، به دلیل محدودیت داده در نظر گرفته نشد. با این وجود، نتایج از همان نتیجه گیری در گروال و گروال حمایت می کند. زیرا نشان می دهد که مقادیر قابل توجهی از رژیم غذایی ما می تواند در آینده نزدیک بدون نیاز به خرید مالی قابل توجه در جزیره تولید شود. با این حال، ذکر این نکته حائز اهمیت است که محدودیتها و مفروضاتی وجود داشت که در طول دوره تحلیل مطرح شد. با توجه به تنوع بالای بازده UA به دلیل الگوهای آب و هوایی، فصل رشد، کیفیت هوا و آب، مصرف کود، خرابکاری محصول و سایر عوامل خارجی، ممکن است این نتایج بیش از حد برآورد شود. در مقابل، برخی از مناطق بالقوه برای UA، مانند فضای بالکن، به دلیل محدودیت داده در نظر گرفته نشد. با این وجود، نتایج از همان نتیجه گیری در گروال و گروال حمایت می کند. محدودیت ها و مفروضاتی وجود داشت که در جریان تحلیل مطرح شد. با توجه به تنوع بالای بازده UA به دلیل الگوهای آب و هوایی، فصل رشد، کیفیت هوا و آب، مصرف کود، خرابکاری محصول و سایر عوامل خارجی، ممکن است این نتایج بیش از حد برآورد شود. در مقابل، برخی از مناطق بالقوه برای UA، مانند فضای بالکن، به دلیل محدودیت داده در نظر گرفته نشد. با این وجود، نتایج از همان نتیجه گیری در گروال و گروال حمایت می کند. محدودیت ها و مفروضاتی وجود داشت که در جریان تحلیل مطرح شد. با توجه به تنوع بالای بازده UA به دلیل الگوهای آب و هوایی، فصل رشد، کیفیت هوا و آب، مصرف کود، خرابکاری محصول و سایر عوامل خارجی، ممکن است این نتایج بیش از حد برآورد شود. در مقابل، برخی از مناطق بالقوه برای UA، مانند فضای بالکن، به دلیل محدودیت داده در نظر گرفته نشد. با این وجود، نتایج از همان نتیجه گیری در گروال و گروال حمایت می کند. به دلیل محدودیت داده ها در نظر گرفته نشد. با این وجود، نتایج از همان نتیجه گیری در گروال و گروال حمایت می کند. به دلیل محدودیت داده ها در نظر گرفته نشد. با این وجود، نتایج از همان نتیجه گیری در گروال و گروال حمایت می کند.11 ] مطالعه: UA می تواند ابزاری اساسی برای افزایش امنیت غذایی و تاب آوری در شهرها باشد.
در حال حاضر، بیشتر سبزیجات مصرفشده در جزیره از منابع خارج از جزیره میآیند [ 10 ]، که هر بخش باید سبزی مورد نیاز خود را وارد کند. اگر مواد غذایی بر اساس سناریوهای جزیرهای که در این مقاله بیان شده تولید میشد، بخشهایی که فضای خالی زیادی دارند، به تولیدکننده مناطق پرمصرفتر تبدیل میشدند. برای تامین تقاضای مناطق مسکونی بیشتر که پشت بام کافی یا فضای خالی برای تغذیه ساکنان خود ندارند، به آنها تکیه می شود. این می تواند نابرابری در دسترسی و در دسترس بودن مواد غذایی بین مناطق ایجاد کند، زیرا قیمت ها و عرضه ممکن است بسته به مکان متفاوت باشد. این نابرابری ها یکی از مزایای اصلی UA را نفی می کند: افزایش امنیت غذایی [ 9 ، 11 ، 22، 44 ]. به طور کلی، UA برخی از خطرات مرتبط با یک سیستم تولید مواد غذایی مدرن را با به حداقل رساندن مایل های غذایی، حذف واسطه و افزایش ثبات از طریق حاکمیت غذایی کاهش می دهد [ 9 ، 22 ، 44 ]. با این حال، واردات از یک منطقه همسایه همچنان بر واردات از مناطق روستایی دور ارجحیت دارد، زیرا هزینه کمتری دارد و ضایعات مواد غذایی را کاهش می دهد.
توانایی هر بخش برای برآوردن تقاضای سبزیجات خود، معیاری مرتبطتر از پتانسیل تولید مطلق در هنگام تعیین مکان UA است. استفاده از تجزیه و تحلیل چند مقیاسی و بررسی UA در این زمینه می تواند به ابداع روش های پایدار برای همزیستی در جایی که ما غذا می رویم کمک کند. شهرستان های مورد بررسی در این مطالعه هر کدام دارای مقادیر متفاوتی از ساکنان و نسبت کاربری های زمین هستند. مناطقی که برای برآوردن نیاز سبزی خود به حجم زیادی از پشت بام نیاز دارند، یا دارای جمعیت بسیار بالایی هستند یا زمین وسیعی دارند که به نوع کاربری دیگری مانند تجاری یا صنعتی اختصاص داده شده است، که اجرای UA موثر در این مناطق را دشوار می کند. . یک منطقه ایده آل، در چارچوب این مطالعه،
معدود مناطقی که در ربع چهارم شکل 4 قرار گرفتندتوانستند این کار را انجام دهند؛ اگرچه، چیدمان کاربری اراضی بیشتر مناطق برای عملکرد مناسب در این شاخص مناسب نبود. یک منطقه ایده آل در این مورد می تواند به راحتی جمعیت خود را با کاربری فعلی خود تغذیه کند، بدون نیاز به هیدروپونیک. مسلماً، سیاستهای برنامهریزی شهری لزوماً نباید شهرداریهای با عملکرد ضعیف را مجبور به داشتن زیرساختها و پیکربندی کاربری اراضی مشابه آنچه در ربع 4 است. . برای مثال، رقابت زمینی ممکن است بین بخش های حمل و نقل، مسکن، صنعتی و کشاورزی پدید آید. اگر توسعهدهندگان کاربرد UA را در طراحی چیدمان و ترکیب شهر بگنجانند، این نتایج پیامدهایی برای منطقهبندی و برنامهریزی دارند و باید با جزئیات بیشتری بررسی شوند.12 ، 15 ، 45 ]; با این حال، این نتایج نشان می دهد که این همیشه لازم نیست. ایجاد یک چیدمان شهری در هر منطقه که در آن امکان برآورده کردن یا فراتر از نیازهای ساکنان آن وجود دارد، به رفع برخی از نابرابریهایی که قبلاً بحث شد کمک میکند.
با توجه به فصلی بودن، کوتاه شدن فصل رشد در این عرض جغرافیایی، تولید محصولات تازه محدود به زمین را دشوار می کند. با این حال، در یک مطالعه موردی کلیولند در UA [ 11] که تقاضای سبزیجات تازه و فرآوری شده را به طور جداگانه در نظر گرفت، خوداتکایی قابل توجهی حاصل شد که نتایج این مطالعه را بیشتر تقویت کرد. در آب و هوای شمالی مونترال، برآورده کردن تقاضای سبزیجات تازه در طول سال استفاده از هیدروپونیک را ضروری می کند. در حالی که اندازهگیری اثرات دقیق فصل رشد کوتاهشده دشوار است، وجود فضای بیش از حد صنعتی در پشت بام در سراسر جزیره نشان میدهد که تامین نیاز سبزیجات در طول زمستان مشکلی نخواهد داشت. با این حال، مناطقی که فضای کافی قابل استفاده روی پشت بام ندارند، در فصل زمستان فاقد سبزیجات تازه خواهند بود و یک عنصر موقتی به موضوع نابرابری فضایی اضافه می کند.
کارشناسان UA ممکن است استدلال کنند که اجرای عملیات در مقیاس بزرگ پیامدهای اقتصادی قابل توجهی برای کشاورزان روستایی خواهد داشت. با این حال، کشاورزان روستایی قادر به کشت محصولات گسترده تر، مانند غلات، که دارای ارزش تولید بسیار بالاتر از سبزیجات هستند [ 23 ، 46 ]، در نتیجه حفظ معیشت خود را دارند.
5. نتیجه گیری ها
این تحقیق نقطه شروعی برای تحقیقات بیشتر در مورد پتانسیل کشاورزی شهری در مونترال است. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که پتانسیل قوی برای UA وجود دارد تا نقش مهمی در تامین نیازهای سبزیجات مونترال ایفا کند. در مفهوم گستردهتر، نتایج از نتایج مطالعات موردی دیگر پشتیبانی میکنند و تأیید میکنند که اجرای UA در مقیاس بزرگ، حتی در عرضهای جغرافیایی نسبتاً بالا، میتواند به طور قابلتوجهی اتکا به خود و انعطافپذیری سیستمهای غذایی در شهرهای آمریکای شمالی را افزایش دهد. اگرچه این نتایج امیدوارکننده هستند، اما سؤالات زیادی را در مورد پیامدهای طرحهای منطقهبندی و تقسیمبندی مجدد و همچنین الگوهای مکانی-زمانی نابرابری در دسترسی و در دسترس بودن مواد غذایی که ممکن است با توجه به اجرای یک عملیات UA در مقیاس بزرگ ایجاد شود، ایجاد میکنند. بررسی این موضوع در مقیاس های چندگانه ممکن است برخی از پیچیدگی های این تعاملات را آشکار کند. با این حال، نیاز واقعی به شاخصهای خوداتکایی غذایی وجود دارد که اثرات استفاده از زمین را علاوه بر تقاضای غذا در نظر بگیرد.
تحقیقات بیشتر به منظور تعیین مبادلات اجتماعی-اقتصادی و زیست محیطی درگیر در تولید مواد غذایی در مقیاس بزرگ در محیط شهری و توسعه شاخصی از خوداتکایی غذایی که این مبادلات را در نظر می گیرد، مورد نیاز است. تنها زمانی که همه مبادلات درک شوند، میتوانیم سیاستهای کافی را اجرا کنیم. این مطالعه با ارائه طیف وسیعی از محصولات گیاهی بالقوه در دسترس برای یک شهر معمولی آمریکای شمالی و تجزیه و تحلیل چند مقیاسی که بررسی میکند که کدام ترکیبهای کاربری زمین برای UA مساعد است، به عنوان یک پله در این فرآیند عمل میکند. امیدواریم که این دادهها عنصر مفیدی در ایجاد سیاست در برنامهریزی کاربری زمین با توجه به پایداری شهری و بحران غذایی در آینده باشد [ 47 ].
بدون نظر