مشروع “نبع الحياة” يستكشف دمج الزراعة المائية والهيكل الرأسي للغذاء الحضري

نبع الحياة: ابتكار يدمج الزراعة والمياه

في جناح الصحة بمدينة أوساكا خلال إكسبو 2025، يبرز مشروع “Inochi no Izumi”، أو “نبع الحياة”، الذي يعيد تصور طرق تغذية المدن بشكل مستدام. تمثل القبة الشفافة العالية، بارتفاع 21 قدمًا، نموذجًا عمليًا للتكامل بين التصميم والزراعة والمياه. داخلها، تنمو الطماطم فوق مياه مالحة خفيفة، بينما يسبح سمك النفاخ تحتها، حيث تغذي مخلفات الأسماك النباتات الموجودة أعلاها، فتعمل كحلقة مغلقة تعزز النظافة البيئية للنظام.

الهيكل الرأسي للنظام البيئي

تكمن عبقرية هذا المشروع في ترتيبه الرأسي، الذي يضم أربعة أقسام مائية تشكل القاعدة:

• مياه بحرية
• مياه مالحة خفيفة
• خزانان للمياه العذبة

كل قسم يدعم أنواعًا مائية متوافقة مع مستوى الملوحة الخاص به، بدءًا من أسماك القروش البحرية وحتى سمك الحفش العذب. فوق كل خزان، تنمو المحاصيل المائية، مكونة أربع نظم بيئية متوازية داخل هيكل واحد.

دورة المغذيات وإعادة التدوير

تبدأ دورة المغذيات تحت الماء، حيث تفرز الأسماك مخلفات غنية بالأمونيا، تعمل الميكروبات المتخصصة على تحويلها إلى نيتريت ثم إلى نترات. بعد ذلك، ترفع المضخات هذه المياه المحمّلة بالمغذيات لتغذية النباتات الموجودة أعلاها. ومع امتصاص الجذور لمركبات النيتروجين، تعود المياه المنقاة إلى الخزانات أدناه، مكمِّلة دورة مغلقة بالكامل.

هذا الأسلوب يحوّل عملية الأراضي الرطبة الطبيعية إلى محرك لإنتاج الغذاء، مع تقليل الهدر وتحقيق مرونة أكبر في النظام البيئي. كلما اتسع نطاق الأنواع المتوافقة، أصبح النظام أكثر استدامة وقابلية للتكيف مع الظروف المختلفة، مما يعكس نموذجًا محكمًا يحاكي الطبيعة مع الحفاظ على استهلاك الإنسان.

توزيع النباتات وفق مصادر المياه

تستضيف كل طبقة من القبة نباتات متوافقة مع طبيعة المياه الخاصة بها. على سبيل المثال:

• تنمو النباتات المالحة المقاومة، مثل الهليون البحري ونبات البحر العشبي، فوق خزان المياه البحرية الذي يضم أسماك ريد سيبريم وبوري أسود.
• تزدهر عناقيد البحر داخل المياه المالحة نفسها، موفرة نظامًا بيئيًا متكاملًا.
• في الطبقة التالية، تنمو الطماطم شبه المقاومة في المياه المالحة الخفيفة، حيث يسبح سمك النفاخ الياباني والكارب الزخرفي بحرية.
• تدعم مناطق المياه العذبة الخضروات الوظيفية مثل الأعشاب الغنية بالمغذيات والخس.
• في الطبقة العليا، تتصدر الزهور الصالحة للأكل، مثل الناستورتيوم والمارغولد، مع أسرّة دوّارة تعمل بمحركات مدمجة لتحسين التعرض للضوء.

الهيكل الخارجي والقبة الجيوديسية

يتألف الغلاف الخارجي للقبة من ألواح شفافة من مادة ETFE مشدودة عبر 245 عمودًا هيكليًا من الفولاذ، مرتبطة بـ76 وصلة. هذا الإطار الجيوديسي، المبني باستخدام نظام T-STAR من VikingDome، يغطي مساحة 1,378 قدمًا مربعًا، ويزن قليلًا أكثر من طنّين فقط.

تم نقل البنية الكاملة إلى جزيرة Yumeshima على ثلاث منصات فقط، ما يعكس كفاءة التصميم الهندسي. علاوة على ذلك، يضمن هذا التصميم أقصى استفادة من أشعة الشمس مع الحفاظ على درجات حرارة مستقرة داخل القبة، مخلقًا مناخًا مصغرًا يسمح بتعايش مناطق زراعة متعددة بشكل متناغم.

التكامل بين النباتات والهياكل

يمثل هذا النظام نموذجًا متقدمًا لكيفية دمج الهياكل الهندسية مع النظم البيئية. إذ يتيح الهيكل المتين والمشمس للنباتات النمو بكفاءة، بينما تحافظ طبقات المياه المختلفة على توازن بيئي دقيق، مما يعزز الاستدامة والمرونة في إنتاج الغذاء داخل المدن المكتظة.

التعاون الأكاديمي وأهداف المشروع

تم تطوير نظام “نبع الحياة” بالتعاون بين مركز أبحاث مصانع النباتات بجامعة أوساكا متروبوليتان وجامعة طوكيو لعلوم وتقنيات البحار، ليُظهر كيفية عمل التنوعات الزراعية البيولوجية في الواقع العملي. تمتد تطبيقاته إلى ما هو أبعد من مجرد العرض، إذ يمكن للمراكز الحضرية الكثيفة ذات المساحات المحدودة استضافة هذه الأنظمة المعيارية على أسطح المباني أو في قطع أراضٍ ضيقة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمناطق الفقيرة بالأراضي تحقيق الاكتفاء الغذائي، بينما تستطيع المناطق المعرضة للكوارث استخدام القباب المغلقة لإنتاج غذاء لامركزي، لا يتأثر بتلوث التربة أو ندرة المياه.

التكامل بين الطبيعة والتصميم

ما يجعل المشروع جذابًا ليس التكنولوجيا الثورية نفسها، بل التكامل الأنيق بين الفهم البيئي والتصميم الكفء للمساحات. غالبًا ما تسعى الزراعة التقليدية إلى زيادة الإنتاجية عبر المدخلات الصناعية من أسمدة ومبيدات وطاقة. إلا أن هذه القبة تقلب هذا المنطق، لتطرح سؤالًا جديدًا: ماذا يحدث إذا صممنا وفق دورات الطبيعة بدلًا من مقاومتها؟

مع نمو المدن وتصاعد ضغوط المناخ، أصبح إطعام السكان الحضريين بشكل مستدام يتطلب أفكارًا مبتكرة. وتقدم هذه الدفيئة الجيوديسية نموذجًا عمليًا لطريقة جديدة: النمو للأعلى، نحو الداخل، وبشكل دائري، محاكية دورات الطبيعة بطريقة منهجية ومتكاملة.

الأفق المستقبلي للزراعة الحضرية

يشير هذا المشروع إلى إمكانية إعادة تعريف الزراعة في البيئات الحضرية، حيث تصبح المساحات المحدودة والمناطق القاحلة قابلة للإنتاج الغذائي المستدام. كما أنه يوضح كيف يمكن لـ التصميم الذكي أن يحاكي الطبيعة ويعزز المرونة البيئية، مقدمًا نموذجًا يمكن أن يشكل مستقبل الزراعة العمودية والأكوابونيكس في المدن الحديثة.

✦ تحليل ArchUp التحريري

يعكس مشروع “نبع الحياة” تجربة مثيرة للاهتمام في دمج الهياكل المعمارية مع الأنظمة البيئية، حيث يوفر نموذجًا عمليًا لإنتاج الغذاء داخل المدن بطريقة رأسية ودمجية. من الناحية الإيجابية، يمكن الإشارة إلى فعالية استخدام المساحات الرأسية لتحقيق تعدد طبقات زراعية داخل القبة، كما يوفر التحكم في المناخ الداخلي واستدامة دورة المغذيات حلًا مفيدًا للمراكز الحضرية ذات المساحات المحدودة.

مع ذلك، يثير المشروع عدة تساؤلات عند النظر إليه من منظور معماري شامل. أولًا، رغم كفاءته التقنية، فإن الاعتماد على هياكل جيوديسية ضخمة وأنظمة معقدة للمياه والمغذيات قد يحد من قابلية تكراره أو تطبيقه على نطاق واسع، خاصة في المدن التي تواجه قيودًا اقتصادية أو لوجستية. ثانيًا، التركيز على التقنية يضعف من إمكانية تكييف التصميم مع البنية التحتية العمرانية القائمة، ويطرح تحديات حول الصيانة طويلة الأمد وتكاليف التشغيل، وهو عامل معماري مهم عند تقييم جدوى المشاريع الحضرية. ثالثًا، المشروع يركز على نموذج محدود التكيف مع الظروف البيئية المتغيرة خارج نطاق القبة، ما قد يقلل من مرونته كحل مستدام على مستوى المدينة بالكامل.

رغم هذه التحفظات، يمكن الاستفادة من مفاهيم المشروع في إعادة التفكير في التصميم العمودي للمساحات الزراعية الحضرية، وكمصدر إلهام للمهندسين والمعماريين لاستكشاف حلول هجينة تجمع بين التصميم الداخلي والهندسة المعمارية، مع مراعاة الجدوى الاقتصادية والمرونة في التنفيذ ضمن السياقات الحضرية المختلفة.