Колко хора можете да храните на квадратен километър обработваема земя Отговори тук

Въпроси относно храненето на голяма част от населението често се появяват на този уебсайт. Земеделието е очевиден вариант. Но колко хора можете да нахраните на квадратен километър обработваема земя?

Сравнението би било интересно в зависимост от използвания метод на отглеждане:

праисторически методи
средновековни методи (напояване и прости инструменти)
съвременни методи (задвижвани машини, индустриални торове и пестициди, които прилагат знания от биологията и земеделието като наука)
Високотехнологични методи (хидропоника, генетично модифицирани култури и други високотехнологични методи, които в момента работят в лабораторни условия, но все още не се използват широко за производство на храни).

Мисля, че би било полезно да сравним ефективността на селското стопанство в зависимост от климата, тъй като мисля, че ще има голямо въздействие, особено върху нискотехнологичните методи.

Опитах да търся източници за него с помощта на търсачки, но не можах да намеря надежден.

отговор

Конвенционално земеделие

Според този източник сладките картофи са храните с най-висока калорийна плътност, осигуряващи 70 000 kcal/ha/ден. (с картофи, които дават 54 000, което е приблизително това, което ArtOfCode изчислява.) Това включва сравнително интензивно земеделие, така че ние трябва да оставим земята под угар около една трета от времето, което намалява нашата дългосрочна средна стойност до около 47 000 kcal/ha/Ден за нашето най-гъсто хранително растение (в kcal.ha/ден). Това е постижимо с доста примитивна технология. Това съответства на 4 700 000 kcal/km 2/ден 2350 души може да се храни с диета от 2000 kcal/ден, направена от чисти сладки картофи.

Сега нека видим как можем да увеличим този добив. Първото нещо, което можем да направим, е да използваме хидропоника. Според този източник хидропониката ще увеличи брутната ни печалба с около 280%. Освен това не е нужно да оставяме полетата си на угар, тъй като вече нямаме почва, върху която да отглеждаме култури. Това увеличава нашата база от 70 000 kcal/ha/ден на 266 000 kcal/ha/ден 13 300 души фураж на квадратен километър.

В момента хората изследват още по-добър начин за отглеждане на култури: аеропоника. Във ферма за аеропоника богата на хранителни вещества вода се изпарява, за да образува мъгла, която след това се пръска върху корените на растенията. Този източник установява, че с правилните хранителни разтвори те могат да увеличат добива с 50% до 270% спрямо традиционната хидропоника. Ако приемем, че с по-нататъшно усъвършенстване, горният край на това може да бъде реализиран, трябва да можем да увеличим нашите сладки картофи до 98 420 000 kcal/km 2/ден, което е общо 49 210 души с диета от 2000 ккал/ден може да се храни със сладки картофи.

Какво повече можем да направим, за да увеличим това?

Засега всичко това е ограничено от слънчевата светлина: можем да отглеждаме един слой растения само ако нашите растения получават енергия от слънцето. Ако можем да стартираме термоядрен генератор, който да осветява нашите растения с изкуствена светлина, тогава, разбира се, можем да подреждаме слоеве от растения един върху друг. В този случай по-добро ниво може да бъде kcal/km 3/ден. Сладък картоф е висок около три фута, така че можем да отгледаме 1000 слоя от него в 1 км3 плътно опакована оранжерия, задвижвана със синтез. С аеропоника нашият куб би произвеждал 98 420 000 000 kcal/km 3/ден и би могъл да има население от 49 210 000 души фураж . Генното инженерство може да отведе това още повече, но това е от правилния порядък.

Въпросът е твърде широк, тъй като има много култури, видове земи и нива на плодородие на почвата, климат, технологични нива, труд и капитал. Те ще имат драматичен ефект върху това, което получавате от дадена област. Освен това има много начини да превърнете тези калории в храната. Например, ядете ли зърното или го храните на говедата и след това ядете говедата? Или може би решите да дестилирате вашата гранола и да направите бърбън. Това лесно може да бъде цяло есе.

В момента се ограничавам до съвременни практики, тъй като те варират от по същество средновековна технология до най-модерните методи. В този случай напречното сечение в пространството е, така да се каже, също и временно напречно сечение.

Добивът на култури варира значително в зависимост от културата и се определя по два начина. Първият е съотношението семена/реколта, например 20: 1 би означавало, че получавате 20 зърна за всяко засадено зърно.

Втората дефиниция измерва производителността на площ и има безброй дефиниции, но най-често използваната днес е добивът в кг на хектар. Тъй като един квадратен километър е 100 квадратни километра, отговорите просто трябва да се умножат по 100, за да се получи окончателният отговор. В съвременния свят има множество източници за това. Може би най-простата е Световната банка. Свързах добива на зърното. Разбира се, можете да имате добив на гъби, производство на плодове на хектар овощна градина и т.н.

Ако погледнете таблицата, свързана по-горе, ще видите невероятно количество вариации, отчасти свързани с променливостта на климата, но най-вече със степента на механизация и размера на фермите (по-малките ферми са по-малко ефективни и по-малко механизирани ). В днешно време страни с малко развитие имат ниски добиви, понякога доста под тон на хектар (едва над заместването на семената!), Докато страни като Франция, САЩ и Белгия имат добиви от порядъка на 6 до 10 тона/хектар.

И това е само зърно. Картофите, от друга страна, не растат само в хълмисти и скалисти райони, където не може да се отглежда зърно, но с внимателно отглеждане и контрол на вредителите в момента дават около 80 тона/ха, докато първите сортове са въведени в Европа (това е след няколко хиляди години селекция от Андите) имаше само 13 тона/ха.

И накрая, хидропониката може да увеличи добивите от 6 до 30 пъти за голямо разнообразие от растения. Хауърд Реш има книга, наречена Хидропонно производство на храни .

Идентичните краставични растения произвеждат 7 000 паунда на декар в почвата, но 28 000 паунда на декар, когато се отглеждат хидропонно, и добивите на домати, които са между 5 и 10 тона от декар в почвата, но 60 до 300 тона на хидропоника акър. Отчетените резултати са типични за практически всяко растение. С други думи, за производството на общия брой домати, консумирани годишно в Канада (400 милиона паунда), ще са необходими 25 000 акра земя. Хидропонно това би отнело само 1300 декара.

Сега един килограм пшеница се равнява на около 3400 калории. Човек се нуждае от около един милион калории годишно (2700 кал/ден в продължение на 365 дни), което би било 294 кг (без да се вземат предвид различните хранителни нужди за една секунда). Съвременна, да кажем белгийска култивирана пшеница (добив 9 т/ха) би нахранила 30 души. Следователно един квадратен километър би покрил нуждите от калории на около 3000 души . Разбира се, че искате месо и други плодове и зеленчуци, така че можете да намалите това до около една трета (пшеница -> месото е сравнително слабо ефективно), така че лесно да можете да нахраните 1000 до 1500 души от квадратна миля. на плодородна модерна технологична земеделска земя. С хидропоника или други оранжерийни технологии и осигуряване на собствена светлина можете много отидете по-високо. Ако покриете земята в аркологии и посветите значителна част от климатизираните и контролирани от светлина оранжерии, бихте могли да подкрепите милиарди хора на земята.

Може да се интересувате от отговора ми на този въпрос, тъй като той изброява минималните изисквания. В това, че правя математика, за да разбера, че имате нужда от 5 110 картофи и 460 квадратни метра пространство, за да нахраните средностатистически човек за една година.

Това отнема една година, но ако следващата година отново засадите картофи, следващата година ще трябва да ги засадите на друго място. Това означава, че имате нужда от 920 квадратни метра на човек и две години. Можете да карате между две различни места с картофи, това е всичко, от което се нуждаете. Така:

Има 1000 2 = 1 000 000 "role =" prezentacija "style =" position: relative; "> 1000 1000 2 = 1 000 000" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 1000 2 = 1 000 000 "role =" презентация "style =" position: relative; "> 2 1000 2 = 1 000 000" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 1000 2 = 1, 000, 000 "role =" prezentacija "style =" position: relative; "> = 1,000,000 1000 2 = 1, 000, 000" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 1000 2 = 1, 000, 000 "role =" prezentacija "style =" position: relative; "> 1000 1000 2 = 1, 000, 000" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 2 1000 2 = 1, 000, 000 "role =" prezentacija "style =" position: relative; "> = 1000 2 = 1, 000, 000" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 1 1000 2 = 1, 000, 000 "role =" prezentacija "style =" position: relative; ">, 1000 2 = 1, 000, 000" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 000 1000 2 = 1, 000, 000 "role = "презентация" стил = "позиция: relati ve; ">, 1000 2 = 1, 000, 000" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 000 квадратни метра на един квадратен километър.

Има 1 000 000 000 920 = 1086,9565 "role =" prezentacija "style =" position: relative; "> 1 000 000 1, 000, 000 920 = 1086,9565" role = "prezentacija" style = "position: relative;" > 1, 000, 000 920 = 1086.9565 "role =" prezentacija "style =" position: relative; "> 920 1, 000, 000 920 = 1086.9565" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 1, 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" презентация "style =" position: relative; "> = 1086,9565 1, 000, 000 920 = 1086,9565" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 1, 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" презентация "style =" position: relative; "> 1 1, 000, 000 920 = 1086,9565" role = "prezentacija" style = "position: relative;">, 1 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" презентация "style =" position: relative; "> 000 1, 000, 000 920 = 1086,9565" role = "prezentacija" style = "position: relative;">, 1, 000, 000 920 = 1086,9565 "роля =" презентация "стил =" позиция: относителна; "> 000 1, 000, 000 920 = 1086,9565" роля = "презентация" стил = "по sition: relative; "> 920 1, 000, 000 920 = 1086.9565" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> = 1, 000, 000 920 = 1086.9565 "role =" prezentacija "style =" position: относителна; "> 1086,9565 920 квадратни метра земя на един квадратен километър, така че ще натиснете близо 1087.

Така че можете да нахраните максимум 1087 души на квадратен километър (ppsk), ако всички живеят само с картофи. Разбира се, вие също ще имате нужда от жилищно пространство за всички.

Това дава известна оценка на това, което можете да направите. Нека сравним това с населението и да видим какво е съотношението на жизнената площ към обработваемата земя.

Прилична еднолична къща е с площ около 50 квадратни метра. Ако имате 1087 души и един квадратен километър земеделска земя, това означава, че имате нужда от:

Квадратни метри жилищна площ. Това е 0,054 квадратни километра. Следователно съотношението е:

Това е доста голямо пространство. Ако имате град, който е на 5 мили (5 мили), той се нуждае от земеделска зона от 21 мили (21 мили), за да подкрепи напълно всички жители. Това е възможно, но неефективно - затова голяма част от храната ни се внася от други страни с по-малко население и повече земеделска земя.

С настоящата селскостопанска технология, каквато всъщност се практикува в Съединените щати, около 40 000 квадратни метра земя се използва за производство на храна за обикновения човек.

Между 1950 и 2000 г., по време на така наречената "Втора модерна селскостопанска революция", производителността на селското стопанство в САЩ бързо се повишава, особено поради развитието на нови технологии. Например средният добив на мляко от крава се е увеличил от 5 314 паунда на 18 201 паунда годишно (+ 242%), средният добив на царевица се е увеличил от 39 бушела до 153 бушела от декар (+ 292%) и всеки фермер през 2000 г. е произвеждал средно 12 пъти повече много селскостопанска продукция на час работи като фермер през 1950г.

В световен мащаб ние използваме около една трета толкова земя, за да произвеждаме същото количество храна, както преди петдесет години, и производителността на селското стопанство на земя непрекъснато се увеличава всяка година.

Най-високите добиви на зърнени култури от декар в Кувейт и някои карибски острови (и в двата случая, където обработваемата земя е приоритет) са около три пъти повече от тези на Съединените щати

И все пак селското стопанство в САЩ е организирано да оптимизира производството на храна в щатски долари на производствени разходи в щатски долари, а не производството на калории на квадратен метър земя (както бихте искали в космическа колония, космически кораб или биосфера), защото в САЩ имат огромни количества земеделски земи.

Най-лесният начин да увеличите максимално калориите на квадратен метър годишно спрямо статуквото е да замените много месо с много растения в диетата на средния човек.

Например соята използва около 5% повече земя, за да произведе същия брой протеинови калории като кравите.

Соята произвежда най-малко два пъти повече използваем протеин на единица площ от която и да е друга основна зеленчукова или зърнена култура, с изключение на конопа, който може да произведе до 33 g/m2 (290 lb/acre). Те произвеждат 5 до 10 пъти повече протеин на единица площ от земята, запазена за паша на животни за производство на мляко, и до 15 пъти повече протеин на единица площ от земята, запазена за производство на месо.

И колко месо яде средният американец?

През 2012 г. средният американец консумира 71,2 паунда червено месо (говеждо, телешко, свинско и агнешко месо) и 54,1 паунда домашни птици (пилешко и пуешко), според Министерството на земеделието на САЩ. Средната сума вероятно е малко по-висока. USDA не разглежда вегетарианците, които постоянно съставляват около 5% от населението, според анкети на Gallup.

А месото, млечните продукти и мазнините, които обикновено са всички животински източници, съставляват почти точно половината от средната американска диета .

Сега не всички растения са толкова ефективни източници на протеини в частност или калории като цяло като соята, а яденето на соя става по-старо (и не осигурява всички аминокиселини, необходими за самостоятелното им живеене). Справедливо е обаче да се каже, че бихте могли да намалите отпечатъка на земята от храната, която обикновеният човек яде с около 45% (90% от тази на животните), като преминете към почти изцяло веганска диета.

Това все още е много земеделска земя на човек, около 5,5 акра на човек (около 22 000 квадратни метра). И точно колко подобрения можете да постигнете с по-високотехнологични подходи като хидропоника, 24-часови светлини и т.н., не е съвсем ясно.

Ако приемем, че затворената среда би могла да бъде поне равна на пиковата производителност на зърнени култури на земя в сравнение със САЩ, количеството обработваема земя на човек може да бъде намалено до малко под 2 акра на човек, което е 125 Хора на квадратен километър, когато отговарят на въпроса от заглавието).

Твърди се, че хидропонното земеделие би могло дори значително да подобри това 80% намаление на статуквото на произведената храна на декар, както беше споменато в по-горните публикации. Оценките от 500 до 1000 квадратни метра на човек обаче изглеждат нереалистични при съвременните технологии.

Бившият ми е градинар и прочетох статия, в която се казва, че можете да нахраните човек (само веган, без месо) само за 800 м2 при умерен климат (в случая Швеция) без високотехнологични методи може, ако само засаждате неща наблизо и с няколко реколти на сезон. Използваните растения са картофи, боб, моркови, пащърнак, зеле, лук и ябълки.

Не забравяйте, че любител може да засажда много по-плътно, отколкото в индустриалното земеделие, тъй като последното се фокусира върху една реколта и изисква повече място за машините.