七月下旬走進伊努維克社群溫室，迎接您的是溼潤泥土的氣息、茂盛的羽衣甘藍地、充滿活力的向日葵以及像寶石一樣懸掛在垂直水培種植架上的草莓。 在這個室內伊甸園裡，您很容易忘記自己身處加拿大西北地區，僅在冰雪覆蓋的北冰洋以南 60 英里處。
這座16,000 平方英尺的溫室建於 20 年前，由曲棍球競技場改造而成，為糧食安全部分因氣候變化和地處偏遠而受影響的地區提供了受歡迎的新鮮農產品來源。 例如，五磅土豆的運費可能高達 25 美元。 “如果你能在溫室裡種植 100 磅土豆，你就能減輕一些經濟壓力，”溫室主任雷·索洛特基說。 然而，這座溫室僅在夏季運營，其產量僅佔這個約 3,300 人小鎮每年消費量的一小部分。 索洛特基正在努力改變這種狀況。
她正在籌集資金，以開發全年種植業務，利用新技術發展為伊努維克及周邊城鎮提供更多新鮮食物。 可定製的 LED 照明、遠端操作的營養監測系統以及更高效、更隔熱的建築設計都使室內種植更高效、更經濟且運營成本更低。 受益於這項技術的溫室正在整個北極地區湧現：日本公司 JGC Evergreen 在西伯利亞生產 1,000 噸黃瓜和西紅柿，名為 Growing North 的組織為加拿大努納武特地區的社群提供測地線圓頂溫室，一家名為 Polar Permaculture Solutions 的公司為世界最北端的城市挪威斯瓦爾巴朗伊爾城提供唯一的本地種植農產品。 索洛特基說，這些努力“正在提供食物和工作崗位，以及我們社群迫切需要的所有這些東西”。
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Modular Farms 是一家位於安大略省的溫室公司，它開發了 400 平方英尺的集裝箱，可以生產數千種水培綠葉蔬菜。 圖片來源：Modular Farms
為了全年種植食物，索洛特基希望使用 Modular Farms 擴充套件她的業務，這是一家位於安大略省的公司，該公司建造可定製的集裝箱農場，可以承受嚴酷的冬季極端天氣。 植物在模組中進行水培生長，根部懸浮在水中而不是土壤中——儘管索洛特基正在與該公司合作開發一種土壤種植方案，以便更輕鬆地種植富含卡路里的根類蔬菜，如土豆和胡蘿蔔。 所謂的初級模組長 44 英尺，寬 10.5 英尺，包含 240 個垂直水培塔，可以在 LED 燈下種植 3,800 多株植物。 HVAC 系統維持氣候控制，定製鋼牆的隔熱效能非常好，以至於多倫多一個模組去年冬天根本不需要開暖氣——LED 燈和除溼機產生的餘熱就足夠了，公司總裁亞倫·斯皮羅說。 他補充說，寒冷的北極冬季將需要增加一些熱量，但遠少於標準集裝箱或被動式太陽能溫室所需的量。
這些模組包括一個無線監控系統，可以跟蹤空氣中的熱量和溼度以及植物根部所處生長溶液的化學和營養水平等條件。 無論模組位於何處，公司的植物健康專家凱文·賈基拉都會在他的多倫多辦公室密切關注生長條件，並在發現問題時聯絡客戶。 “凱文在他的手機上收到一條通知，說伊努維克 10 號塔的營養物質含量低，他拿起電話說，‘把這瓶東西倒進這個滴水盤裡’，”索洛特基說。 “這真的很簡單。” 事實證明，這種遠端協助在可能沒有本地農業網路來幫助解決問題的北極城鎮非常寶貴。 馬克·萊夫斯魯德是蒙特利爾麥吉爾大學的生物資源工程師，他正在研究類似的系統，他說：“我們需要能夠相當即時地監控和溝通。” “等待數週將導致整個作物損失。”
萊夫斯魯德說，研究不同作物如何利用不同波長光的新研究也將有助於提高北極地區室內種植的生產力。 科學家傳統上推崇紅光和藍光是植物生長的最佳光，因為在各種波長中，葉綠素吸收紅光進行光合作用的效率更高，而藍光則支援植物的功能，例如氣孔（葉片上釋放氧氣和吸收二氧化碳的小孔）的開放和閉合。 “但我們一直在研究我們認為更有益的其他波長，”萊夫斯魯德說，他指出，他已經能夠透過精確定位最大化植物生長的波長，將某些植物的生長提高 40%。 對於產生光照所消耗的相同能量，種植者可以生產更多的食物。
阿拉斯加大學費爾班克斯分校的園藝學家 梅里亞姆·卡爾森 說，定製波長還可以提高營養價值。 今年早些時候中國研究人員發表的一項研究表明，與其他波長下生長的生菜相比，藍光下生長的生菜含有更高水平的營養物質，如類黃酮，這是一種具有廣泛健康益處的抗炎抗氧化劑。
加拿大伊努維克社群溫室自 1998 年開始運營，種植各種作物，包括草莓、西紅柿、豌豆、生菜，甚至還有一棵蘋果樹。 圖片來源：勞拉·波皮克
糧食安全也已成為北極地區一些地區日益嚴重的問題，這些地區的飲食已從自給自足的狩獵和採集轉變為高成本但營養價值低的商店購買的加工食品。 一項研究發現，在特定一天食用傳統肉類和植物的加拿大因紐特成年人血液中多種營養物質（包括維生素 A 和 C）的含量高於僅食用商店購買食物的人。 近年來，由於氣候變化，食物獲取變得更加不穩定：傳統的狩獵場變得越來越不可靠且難以到達，用於進口食物的道路、停機坪和河岸也開始隨著其下方的永久凍土融化而受到侵蝕。 儘管一些作物可能會受益於氣溫升高，但在不久的將來，北極變暖不一定會使戶外耕作更容易，因為在某些地方，積雪仍然堆積到初夏。 阿拉斯加州和其他地方預計也將看到氣候變化驅動的晚春降雪增加，這將阻礙戶外種植的努力。
儘管如此，執行照明和供暖的成本仍然是全年溫室種植的巨大障礙。 朗伊爾城的極地永久農業公司每千瓦時 (kWh) 電力花費約 20 美分，而伊努維克溫室每千瓦時花費約 60 美分，相比之下，美國平均每千瓦時約 10 美分，部分原因是向偏遠社群運輸燃料的成本很高。 但隨著 Modular Farms 等團體設計隔熱效能良好的建築物，這些建築物可以回收電子裝置產生的偶然熱量並最佳化能源消耗，溫室可以透過種植和銷售更多食物來彌補這些管理費用。 正如索洛特基指出的那樣，“能源成本很高，但[食物]運輸成本更高。”
除了成本之外，北部土著社群對食物種植的文化態度也各不相同，有些人不一定有興趣參與由北極地區新來者牽頭的溫室工作。 索尼婭·韋舍是渥太華大學研究土著居民健康和福祉的研究員，她說：“有一種感覺是，這不是為他們準備的，而是為那些從其他地方來這裡居住的人準備的。” 但索洛特基正在與伊努維亞魯特和格維奇因社群（伊努維克及其周邊的兩個主要土著群體）密切合作，以幫助改變這種看法。 到夏季結束時，她將培訓 11 名來自周邊社群的志願者，在他們自己的城鎮運營較小規模的被動式太陽能溫室——即依靠陽光而不是 LED 燈的溫室。 伊努維克 格維奇因部落委員會的受益人服務主管羅伯特·查理說，他認為這是一項很好的舉措。 “如果你能自己種植食物，那為什麼不呢？” 他說。 “這將降低生活成本。”
一旦索洛特基能夠籌集到為伊努維克購買 Modular Farm 所需的 35 萬美元，她計劃繼續籌集資金，將模組帶到周邊較小的社群。 費爾班克斯的卡爾森說，阿拉斯加的種植者也對這些解決方案越來越感興趣。 即使存在障礙，她說，室內種植的新創新只會加強北部地區的糧食安全。 “這不會解決問題，但它會有所幫助。”