西西河

主题:【原创】返回森林(-)引子 -- 孔老大

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家园 海洋是未来

目前海洋食物还只能作为我们食物的补充。

家园 海洋可以作为大部分蛋白质的来源

空出土地来生产碳水化合物,意义难道不大吗?

您的想法也不是现实吧。

家园 【原创】返回森林(六)五十步到一百步

目前为止,我们获得食物的主要途经是

太阳光-->粮食(人类食物)

或者

太阳光-->粮食、草-->马牛羊猪鸡(人类食物)

总的能利用的太阳光的效率不超过 1.5% 左右。而且就是目前1.5% 左右的效率,也是在大量使用农药、化肥,大量使用化石能源的情形下得到的。化肥的使用造成草原、耕地的退化。化石能源的使用,在极力推崇生态保持的人士眼中,更是不可持续的发展模式。

如果不使用化石能源,也就是说,中国回复到“可持续发展”的模式,中国的耕地可以养活多少人呢?历史经验或许可作出估计。

明清之际,中国引入了红薯、玉米后,人口数量有一个大的飞跃,到乾隆年间人口超过了3亿。当人口接近4亿时,即后来所标榜的“盛世”,在正常年景,全国也有30%的人口处于饥饿状态。清朝发生的白莲教、太平天国起义,都与人口压力有关。乾隆时中国人口到了4亿,到一百多年后,清亡了,民国也亡了,中国人口还是4亿多一点,基本没变。因此,在“可持续发展”的模式下,中国的耕地可以养活的人口在4亿左右。

现在不是经过“绿色革命”了吗?有了高产的水稻、小麦、玉米、谷子等等。问题是,这些高产品种,严重依赖水、肥、农药。作物品种高产到一定程度,土地肥力成了限制因素,没有化肥,高产品种也不会高产。因此,在“可持续发展”的模式下,即使考虑到“绿色革命”的因素,中国的耕地可以养活的人也不会超过5亿。

所以,中国要坚持独生子女政策,一直到人口降到“可持续发展”的模式下中国的耕地可以养活的人口5亿以下?

问题是,化石能源全世界都在用,别人就不担心目前的发展模式不可持续了?所以人口5亿以下显然不能作为中国的目标,化石能源该用还得用。下面就是在利用化石能源的前提下考虑食物的问题。

首先,选择光合作用效率高的植物。

太阳光-->森林

光合作用效率可到15%。但生成物大部分是人类不能直接利用的木质纤维。这个生化反应要继续。什么东西能把木质纤维转化成人类可食用的食物呢?有的,比如菌类的木耳、蘑菇,比如白蚁、蚯蚓等。

现在国内市场出售的木耳、蘑菇价格,与粮食价格比起来,并不是太贵。玉米田里套播香菇,无论是产值还是转化的热值,香菇都超过了玉米。这样生产的香菇仍然是“农作物”而不是工业品。

可以说,从对化石能源的依赖来说,我们已经离不开化石能源了。从对木质纤维的转化利用来说,也已经开始了。既然对化石能源的依赖、对木质纤维的转化利用上都已经迈出了五十步,为什么不可以迈出一百步呢?将“对木质纤维的转化利用”这一步生化过程,从农田转到工厂,建立人工调控的温度、湿度、光照环境,使之最适合于相应菌类或冷血类动物的生长。

家园 虚心接受

荷兰人改成英国人了.

从“荷属东印度群岛”想当然成荷兰人了。。。。

纬度15度线还要坚持。。。。

家园 还是我来做恶人好了

看得出来孔老大还是很下了一番心思的。只不过有几个问题恐怕孔老大并没有仔细的考虑到。妖道不才,在这里就几个主要的问题,提出自己的看法。

首先,是为什么要返回森林的问题?如果说森林的光合作用单位面积上效率高,这个是指的整个所产生的生物物质而言。但是,第一个问题就是,这些合成的生物物质里面,人类究竟可以利用多少?虽然森林产生了远超过草原和农田的总生物物质,对于人类而言,可以直接作为食物的份额,要远远低于农田,甚至草原的份额。如果人类必须要通过其它的转化方式,比如说真菌类,来转化这些生物物质的话(您举的例子,香菇)按照每一级生物链只能产生上一级10%的生物物质这一近似的定律。人类只能利用到森林总生物物质的10%。这个数字,就要远远低于农田所带来的可利用生物物质的数量。(您的例子,香菇,并不恰当,就农田的生态体系而言,香菇代表的真菌类是降解者,也可以作为食草生物来看待。香菇是不利用新生成的生物物质,但是他们消耗原来老的生物物质。就这一点来说,香菇远没有玉米的生产效率高。)

第二个问题是,人类应该利用多少?森林所产生的生物物质,跟海洋里面的藻类和浮游生物所产生的生物物质一样,都是针对整个生态体系提供食物来源的。如果人类取走了太多的份额,那么其他种类的生物怎么办?他们岂不是要被活活饿死么?森林和海洋的生态体系之所以能够健康的存在,依靠的不是人类的杀虫剂和化肥,而是出于不同生态环节上多种多样的生物种类。(对于人类的利益而言,也许所有的树上都长桃子,不长虫子,少长叶子,多结果子,一年到头结个不停,才是最好的。但是对于松毛虫而言,所有的森林都是松树,全都长满了松毛虫,灰喜鹊等天敌都死光光才是健康的森林。)而这些幻想不是不能存在,而是他们的存在或者是极短暂的,或者是需要花大力气、金钱、人力来维持才行。人类现在已经意识到了,单纯的利用化肥和杀虫剂,是涸泽而渔的行为。短期内可以获得极高的利益。但是这个利益是透支了长远的利益的来的。

这就牵扯到了第三个问题,就是人类自己的短期利益和长远利益的一个平衡问题。以我看来,长远利益不代表就是一切恢复到没有人的状态,而是尽可能的降低人类活动对于自然环境的影响,这样就可以利用大自然自己的规律和力量来恢复。而如果我们破坏了这个规则。那么所有的活动只能有自己来买单。举例来说,一个小镇的一千居民可以任由生活污水流到田地里而不会有大的影响,这是因为这些人类活动还在生态体系的自我调节范围之内。而一旦居民数量达到了十万,那么整个生态体系,虎这至少是污水处理体系就会崩溃。这个时候,这些原本免费的大自然待遇就再也享受不到了,而只能由人出钱,出人,出场地,出时间的建立污水处理厂来维持勉强可以的生活。所以人类活动越活跃,对与大自然的改造越是所谓的先进,人类所付出的代价也就相应的越高。

今天就先砸砖到这里,呵呵,打黑砖真是痛快阿。

(远处传来喊声,打到妖道!……)

家园 回答你

第一个问题。

“每一级生物链只能产生上一级10%的生物物质这一近似的定律”,这一近似就差别大了。自然生物链中总结出的规律并不适合人工控制下的生物链。为什么我要强调是菌类或者冷血动物的?因为菌类或者冷血动物对物质热能的转化效率近似于100%而不是10%。

玉米田中香菇的例子,你明白,我也没糊涂。举香菇的例子,并不是要拿香菇与玉米比生产效率,二者起的作用根本就不一样,玉米是光合作用,香菇是物质转化,怎么比?而是要说明利用菌类或者冷血动物转化木质纤维这一件事的开始。

第二个、第三个问题,其实是一个问题,就是泛生态主义者的问题,与吃狗肉的问题、动物福利的问题是一类的问题,这个大家争论的够多了,不再多说什么。

家园 这个

因为菌类或者冷血动物对物质热能的转化效率近似于100%而不是10%。

您在开玩笑还是把能量转化效率和生物学效率搞混了?

这个
家园 不开玩笑

温血动物转化效率低,有三个方面的原因

1。对食物的吸收效率低。

 比如鸡,对饲料的吸收连一半都不到,大概只有三分之一。

2。维持体温的消耗。

3。动物的活动消耗。

反观冷血动物

1。对食物的吸收效率高。冷血动物的消化能力不是一般地强,基本上对食物全部吸收。

2。没有维持体温的消耗。

3。与温血动物相比,冷血动物活动消耗很小。除了觅食冷血动物基本上不活动。

看到过一种说法,说是苍蝇的蛆的热能转化效率在98%以上。蚯蚓体内有一百多种消化酶,消化各种各样的有机物。其它冷血动物应该也差不多。

家园 砸花打到妖道
家园 这个98%更像是食物吸收的效率

而不是把能量转化成营养物质提供给下一级的效率吧?

基本上10%这个效率是这个动物被吃掉前全身包含的能量除以其一辈子摄入食物的总能量。而动物的循环,呼吸,新陈代谢都是要消耗很多能量的。

我对这个数据表示怀疑,不知道是否可以给我一个数据的来源?

家园 你这是偷换了个概念。

  热能效率和原料利用效率能相同吗?

  就拿种香菇来说,原料种过香菇还会剩下很多废料,还有许多菌丝留在废料里,这些废料难道一点热能也没有?还有森林的产物不可能全部用来种香菇,比如树叶、根。

  你可以说这些动植物对所吸收的热能利用率很高,但不可能把食物、原料全部吸收。

  说到人类通过森林对太阳能的利用效率,就要考虑最后能吃到嘴里还剩多少。

  我觉得所谓说草本农作物与森林的太阳能利用效率之比差距这么大,很大可能是计算森林时用的是全部生物量,前者用的是能吃到嘴的部分。

家园 这就是先入为主了

10%这个效率你怎么就信了呢?

大家都是业余玩票的,对什么说法我给不出来源,希望哪位高手看到了来指教吧。

10%这个效率怎么来的呢?这是对自然界的生物链的总结。温血动物的循环,呼吸,新陈代谢无疑是要消耗很多能量的。因为温血动物在静止不动时也要维持体温,新陈代谢也不能减。

自然状态下冷血动物要觅食,也要活动消耗能量。而人工条件下冷血动物是不要觅食的。至于静止不动时冷血动物的新陈代谢要消耗多少能量?消耗的能量是要通过热量的形式散发的,问题是红外摄像机下可以发现温血动物而不能发现冷血动物。

家园 概念啊

咱们还没说到“人类通过森林对太阳能的利用效率”的吧?

现在只用了“森林的光合作用效率是15%,草本农作物的光合作用效率是5%”这个假设。

草本农作物人能吃到嘴里的对太阳能的利用效率是1.5%吧,5%的利用效率是袁隆平老先生的目标。

森林的人能吃到嘴里的对太阳能的利用效率是多少,我还没讲吧?也是大家需要努力的吧。

就拿种香菇来说,原料种过香菇还会剩下很多废料,还有许多菌丝留在废料里,这些废料难道一点热能也没有?这些废料还可以养蚯蚓吗。当然,草本农作物废料也可以养蚯蚓,那么到了最后,就是光合作用效率的限制了。。。。

家园 朕。。。。。

难道是孤家寡人?没一个人站俺这边?

蚯蚓就很难吃吗?

蚯蚓是陆上的食腐动物,按生态链中的地位,对应于陆上蚯蚓的水中的食腐动物是螃蟹、虾。螃蟹、虾是中国人的美味,蚯蚓为什么就不是呢?是否有一天,能培育出一千克一个的大蚯蚓呢?

家园 也许是先入为主把

5%,10%,或者20%,30%定性的说都能make sense,问题是这个98%和接近于100%听起来很不合理亚。

就算不考虑其他活动消耗的能量,

至于静止不动时冷血动物的新陈代谢要消耗多少能量
这个提法对于计算能量转化效率也是有点儿问题的。在食物转化的过程中,食物是被“打碎”成小分子,进入循环系统,然后一个分子一个分子组装起来的,这里面每一步都是要耗能的。也就是说,理想情况下,冷血动物不动可以几乎不消耗能量,但是就就算肚子里有食物也不能同时长身体了。如果要长身体,食物转化的过程中必须要耗能。菌类也是一样的。

不过我还需要找一找具体的数据。

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