中國科學家建議將廢棄煤礦轉型為地下農業實驗室

中國計劃將數千個被廢棄的煤礦轉化為地下農業實驗室，利用該國礦業留下的廣闊空間和現有基礎設施，探索受控環境下的農業。來自山西省以煤為基礎資源的綠色高效發展工程中心的研究人員在《中國礦業》雜誌近期發表的論文中概述了這一提議。他們認為，廢棄的礦井可以為研究“封閉環境農業”提供穩定的環境，因為氣候變化使傳統農業變得愈加脆弱。

根據《南華早報》的報導，中國預計到 2030 年將擁有約 15,000 個廢棄礦井，這將創造出大量未使用的地下空間。研究人員估計，這些空間的體積可能達到約 7.2 億立方米（2540 億立方英尺）。與傳統農田不同，地下隧道在很大程度上能夠隔絕季節性溫度變化和許多天氣相關的危險。研究人員相信，這使得地下隧道可用於受控農業實驗，能精確管理溫度、光照、水和空氣等條件。

地下農業的潛在挑戰與優勢

缺乏陽光顯然是一個挑戰，但研究人員指出，廢棄礦井現有的電力基礎設施可以支持人工照明系統。地下溫度的波動也遠低於地面，這可能減少維持適合生長條件所需的能量需求。地熱能可能提供另一個優勢，潛在地為地下栽培提供熱量，減少對化石燃料的依賴。

研究人員並未提議立即將廢棄的礦井轉變為巨型地下農場。相反，他們構想這些礦井主要作為農業工程實驗平台，讓科學家研究作物如何對受控的地下環境作出反應。

循環系統的創建與應用

該提議還可能為礦業留下的基礎設施提供另一種用途：處理受污染的礦水。廢棄的礦井可能含有殘留的污染物，包括潤滑油和液壓液。污染水也可能通過地質斷層、裂縫和密封不良的鑽孔遷移，潛在地進入地表水。研究人員建議，地下農業實驗室可以提供實際理由來開發處理和再利用這些水的系統。含有高濃度硫酸鹽或重金屬離子的水可以經過如吸附和膜分離等處理後，再用於適合的作物。他們提到，包括油菜和茶在內的耐酸植物可作為潛在候選。

這將創造一個循環系統，將與廢棄礦井相關的基礎設施、能源和水資源重新使用，而不是簡單地讓它們惡化。研究人員也看到這項技術的更不尋常應用。通過在地下深處創建受控生態系統，科學家可以研究當自然環境條件被去除或緊密控制時，植物的反應。最終所獲得的知識可能有助於長期太空任務，因為在這些任務中，可靠的食品生產至關重要，但無法假設自然陽光、土壤和穩定的環境條件。

中國已經開始對這一概念進行實驗。在湖北省大冶市，研究人員在一個廢棄的銅礦井內約 245 米（804 英尺）深的地下種植了奶油生菜。該設施使用人工照明、智能栽培系統和低碳能源來維持作物的生長。類似的實驗還在其他地方進行。在英國的北約克郡，研究人員在地下超過 1,000 米的地方建立了農業設施，以測試作物如何在地下深處進行栽培。

這一概念並不新鮮。英國研究員 Saffa Riffat 早在 2018 年就提議利用廢棄煤礦進行地下農業，認為這些空間可以幫助應對日益增長的食品需求，同時為前礦業基礎設施賦予新用途。然而，對於中國而言，這一機會的規模特別龐大。該國在 2010 年至 2019 年間已經關閉了約 12,000 個礦井，預計未來幾年將有數千個礦井停止運營。研究人員認為，這些隧道不應成為煤礦業的另一個遺產，而應成為另一種農業的實驗室，旨在獨立於越來越不可預測的環境運作。

廢棄煤礦轉型的潛在影響

將廢棄煤礦轉型為地下農業實驗室，能有效利用現有資源，應對氣候變化帶來的挑戰。這不僅能促進農業科技的發展，還能為環境治理提供新思路，特別是在處理污染水方面。此外，這一創新概念也可能為未來的太空任務提供重要的食品生產技術，顯示出其在多個領域的應用潛力。