在墙上种水果？欧洲土大棚的前世今生
作者：Kris De Decker
首发于Low-tech Magazine
作者授权食通社翻译发布
（较原文略有删改）
如今，我们常常被教导说：要多食用当地食物和时令食材，因为其它食物牵涉到长途运输，要么是在高耗能的温室中种植的。这背后都隐藏着许多不必要的能源消耗。
但情况并非历来如此。16到20世纪期间，城市农民仅依靠着可再生能源，就将地中海的水果和蔬菜，种植到了英格兰和荷兰等北部地区。
中世纪的温室是这样的一番景象：作物在硕大的“果墙”的包围下生长，果墙能储存来自太阳的热量，并在夜间释放，形成比实时温度高10°C以上的小气候（microclimate)。
到了19世纪末，果墙摇身一变，成为完全被玻璃覆盖、靠能源加热的设施建筑，也就是如今大家印象中的玻璃温室。玻璃的热质量（即储存热量的能力）极低，这让里边的热量几乎瞬时流失，与它的前身——果墙——在逻辑上背道而驰。
当代温室大棚常常位于冬季温度较低的地区，需要大量能源投入。能耗主要集中在加热设施的运转、人工补光的照明设备和湿度的控制设备上。
根据联合国粮农组织（FAO）的报告，在玻璃温室中种植的作物所需要的能源消耗，是在户外农田中种植的相同作物的10到20倍。就拿西红柿和辣椒[1]来举例吧，如果要在新型温室中种出一公斤蔬菜，需要耗费大约40兆焦耳（MJ）的能量。这使温室种植作物的耗能强度形同生产猪肉（在美国，每公斤猪肉生产需要40-45MJ）[2]。
荷兰风格的全玻璃温室。图片|维基共享资源
在世界上最大的温室作物生产国荷兰，单是2013年一年间，就有大约1.05万公顷的温室，总共使用了120皮焦（PG, 1皮焦等于1000兆焦耳）的天然气——这大约相当于所有荷兰客车在一年里所使用的化石燃料量的一半[3]。
既然玻璃温室如此耗能，它为何会在19世纪末20世纪初取代果墙呢？本文中，我来给大家介绍一下这个低能耗、高热质量的“果墙”究竟是什么东西，在欧洲各国都有哪些应用，以及它退出历史舞台的缘由和仍保有的应用价值。
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“果墙”的发端
现代玻璃温室的设计与其中世纪的原型截然不同。最初，在温带地区生产喜热作物，或者延长本地作物的生长季，根本不需使用任何玻璃。
1561年，瑞士植物学家康拉德·盖斯纳（Conrad Gessner）描述了受太阳照热的墙壁对无花果和红醋栗成熟的影响：离墙近的红醋栗比离墙远的红醋栗成熟得更快。盖斯纳的观察促成了果墙在西北欧地区的遍地开花。果墙会在白天反射阳光，改善作物的生长条件。它还能吸收太阳热量，并在夜间缓慢释放，防止霜冻的损害。
最初的温室原型是罗马人在公元二世纪发明的。不幸的是，当西罗马帝国崩溃时，这项技术也随之湮灭。罗马人可以生产大型玻璃板，并紧靠着砖墙建造温室。他们的技术在19世纪才被荷兰人超越。然而，罗马温室始终是富人的玩物，从未成为大宗食品生产的基础设施。中国人和韩国人在中世纪之前或其间也建造了温室。他们用油纸作为透明的覆盖物， 所有这些温室都有厚实的墙壁，以保留来自太阳和辐射供暖系统的热量（比如中国和韩国的炕）。
在英国的“果墙”实践。图片来源|维基共享资源
除了保热以外，“果墙”还能保护农作物免受寒冷的北风影响。突出的屋顶瓦片或木制檐篷经常可以为果树遮挡雨水、冰雹和鸟粪。就这样，果墙的南侧就形成了较为温暖的全天24小时的微气候。
果墙出现在所谓的小冰期（Little Ice Age）的开端，那是欧洲特有的一段寒冷时期，大约从1550年持续到1850年。在果墙技术传开之后，法国人迅速开始通过修剪果树枝来改进这门技术，使得果树可以固定在墙上的木框上。
法国人改良后的“果墙”设计图。
这种被称为“墙树（espalier）”的做法，使它们能够优化对现有空间的使用，并进一步改善作物的生长条件。他们将果树种植在离墙壁有一定距离的地方，从而为地下的根茎留足空间。这样的考虑不仅能保证良好的空气流通环境，同时也能够减少害虫。
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“果墙”应用一：巴黎的桃墙
最初，果墙出现在欧洲富人的巨大的花园中，如凡尔赛宫。后来，法国的一些城市逐渐发展出了以果墙为基础设施的都市农业。最引人注目的例子是巴黎郊区的蒙特勒伊（Montreuil），桃子在那里得到大规模的种植。
蒙特勒伊于17世纪建立，在19世纪70年代，也就是果墙概念最为兴盛的时候，那里曾有超过600公里的果墙。拔地而起如迷宫般的墙壁占地面积达300公顷，足以使外来人感到眼花缭乱。普鲁士军队在1870年围困巴黎时，都对蒙特勒伊采取了绕道而行的策略。
拔地而起如迷宫般的墙壁占地面积达300公顷，足以使外来人感到眼花缭乱。
桃子原产于法国的地中海地区，而纬度更高的蒙特勒伊，在果墙技术的加持下硬是达到了1700万个桃子的年产量，且以其质量优异而闻名。大量果墙密密匝匝地建立起来，这些墙体高2.5-3.5米，厚度超过半米，且涂有石灰泥膏。这样的设计进一步增强了“果墙”技术的效果。在被围墙封住的果园内，温度通常比外界高8到12°C。
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“果墙”应用二：托梅里的葡萄
1730年，一个类似的葡萄种植实践在托梅里（Thomery）悄然兴起，该地区位于巴黎东南部约60公里处，属于相当北部的种植葡萄区。在二十世纪初的生产高峰时段，布满150公顷土地的果墙总长约300公里。在这里，一年能出产800多吨葡萄。
这些果墙由粘土制成，上有茅草覆盖，高3米，长100米，间隔9到10米。果墙在建成时都有瓷砖顶盖，有些还有一个小型玻璃顶盖。
由于葡萄藤需要干燥和温暖的气候，大多数果墙都尽量朝东南向修建，享有东南向的光照。南向的光照是最温暖的，西部和西南部的墙壁则被用来生产质量较次的葡萄。
今天的托梅里镇的一部分，来自谷歌地图的鸟瞰。古旧的果墙仍然占据着地面景观。房子是后来建立的。
托梅里的一些耕种者也建造了“反作用墙树（counter-espaliers）”，也就是与单面果墙相对而立的小墙壁。这些墙只有1米高，放置在离果墙约1至2.5米的地方，从而进一步改善小气候。
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变体：蛇形的果墙
低地国家（如比利时和荷兰）的果墙业也致力于生产葡萄。自1850年代起，浩拉尔特（Hoeilaart，位于布鲁塞尔附近）和韦斯特兰（Westland，现为荷兰最大的温室工业区）成为鲜食葡萄的重要产地。到1881年，韦斯特兰拥有长达178公里的果墙。
荷兰人也为果墙的发展做出了贡献。他们在18世纪上半叶开始兴建果墙，最初只在城堡和乡间别墅的花园里建造。其中许多都造型别致。最引人注目的是蛇形或“弯弯曲曲（crinkle crankle）”墙。
一个荷兰的蛇形“果墙”。来源|维基共享资源[6]
蛇形“果墙”的变体设计。来源|维基共享资源[7]
虽然“蛇形墙”实际上比笔直的墙更长，但墙壁中交替的凸面和凹面曲线确保了壁体稳定性，也有助于抵抗侧向力。此外，斜坡的结构创造出了比墙壁更加温暖的小气候。这对于在巴黎以北近400公里的荷兰人来说意义非凡。
“蛇形墙”的变体在凹处和凸处有许多种角度形式。除了荷兰人在英格兰东部建立的那些墙（其中三分之二在萨福克县），似乎很少“蛇形墙”变体是在荷兰以外建造的。
果墙的另一种变体是“倾斜墙”。它由瑞士数学家迪勒（Nicolas Fatio de Duillier）设计，并在其1699年出版的《改进果墙（Fruit Walls Improved）》一书中有所描述。倾斜墙从北部地平线向南倾斜45度并朝向南方，从而每天吸收太阳能量的时间更长，能增加植物生长。
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给果墙加个灶：“自体加热果墙”
英国没有发展出大规模的都市农业，但从17世纪开始，果墙成为乡村花园的标准特征。为确保水果不被霜冻破坏，同时促进果实和树枝成熟，英国人在18、19世纪开发了“自体加热果墙”。
一堵利物浦的克罗克斯泰思庄园（Croxteth Hall）围墙厨房花园的“自体加热果墙”。图片来源|The Horticultural Therapist[9]
在这些“热墙”中，水平的烟气来回穿梭，并在墙壁顶部通向烟囱。最初，借助在里侧点起的火焰或位于墙壁后部的小型火炉，中空的墙壁能被加热。在19世纪下半叶，越来越多的加热果墙由热水管道来提供的热能。
欧洲果墙的衰落始于19世纪末。原因是多重的。
首先，维护果墙是一项消耗大量劳动力的工作，涉及到诸如修剪、打薄、移除叶子的等比较繁杂的劳动。其次，铁路的发展和普及让从南方进口农产品变得越来越便利。在南方种植的农产品所需的劳动力较少，因此生产成本较低，价钱也相对实惠。相比之下，在果墙中种植食物则需要耗费更多的人力，承担更多的成本。而人工加热的温室则能减少人力投入，但取得类似或更高的收成。
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果墙的衰落：玻璃温室的诞生
中世纪和近代欧洲，大尺寸玻璃的长途运输几乎不可行，这就限制了温室的发展。那时候的玻璃通常由手工吹制的平板玻璃制成，且只能以小尺寸生产。为了制作大玻璃板，需要将小块玻璃放在棍棒或玻璃棒中进行组合。
然而，自17世纪初以来，欧洲种植者就采用了小规模的温室方法。最简单的应用形式是“钟形玻璃罩（cloche）”——一个放在植物顶部的钟形罐或无底玻璃壶；以及冷床或者热床——也就是一个装在玻璃顶盒中的小苗床。在热床中，正在分解的马粪会被添加进去，以进行额外加热。
在19世纪，一些比利时和荷兰的种植者开始尝试在果墙侧面放置玻璃板，并发现这可以进一步促进作物生长。这种方法逐渐发展成当代温室的雏形，在果墙旁加筑玻璃板。在荷兰的韦斯特兰地区，第一个这样的温室建于1850年左右。到1881年，韦斯特兰长达178公里的果墙中约有22公里处于玻璃的覆盖下。
图片来源|Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed[10]
随着时间的推移，这些新型温室结构变得越来越大，越来越精细，但其实所依赖的还是果墙技术最初的原理——即利用果墙储存太阳的热量，以供夜间使用。此外，许多这样的新型温室都设有隔热垫，在夜间或在天气寒冷多云时可以铺在玻璃盖上。简而言之，这样的一面土墙+一面玻璃的“新型温室”，也可被称为“被动式的太阳能建筑”。
靠着一堵蛇形果墙而建立的温室。图片来源|Rijksdienst voor het culturele erfgoed[11]
一个三十年代的荷兰温室，靠着一堵砖墙而建。图片来源|Naaldwijk in oude ansichten[12]
在新型温室之后，第一个全部由玻璃组成的温室修建于19世纪90年代，首先建于比利时。玻璃温室受益于两个趋势：第一个是平板玻璃生产方法的发明——这使得更大的窗户玻璃的价格也更加低廉实惠；第二个是化石燃料的进步——这让玻璃建筑在有很多热量流失的情况下仍能保持温暖。
因此，温室在20世纪初，便成了没有储存热量能力的空间。而作为温室发轫之端的果墙，在欧洲已经消匿踪迹了。
当时间推进到20世纪70年代，石油危机的掀起让依靠燃料加热的玻璃温室变得十分奢侈。在这个前提下，人们对低能耗的果墙技术又重新燃起了兴趣。然而，当能源价格下降，人们对此的关注又迅速消失了。
至今，玻璃温室仍然是欧洲偏北地区的园艺业主力。而在过去的30多年中，中国人建造了80万公顷的“被动式太阳能温室”，是荷兰所有玻璃温室面积的80倍。
- 食通社说 -
什么是“被动式太阳能温室”？其实就是大家所熟知的北方土大棚，也叫暖棚。这些一面砖墙、一面塑料覆膜的大棚能在北方寒冷的夜晚维持棚内的温度，极大延长了北方地区的蔬菜供应季，特别是冬天，有了这些大棚，北方居民才能吃到萝卜白菜等冬储菜以外的新鲜蔬菜。
然而，这种不必耗费额外能源的土大棚，如今却越来越多地被看起来更加“先进、科学”的高能耗玻璃大棚所替代，后者还在国内以“设施农业”的名义得到政府大量补贴，荷兰等国的“设施农业”企业也靠“技术输出”在国内赚得盆满钵盈。当然，将这两者武断地放在一起比较可能有失妥当，毕竟玻璃大棚在温度和湿度控制方面比土棚更有优势，即使这样的成果是建立在巨大的能源消耗和昂贵的建造成本上的。
食通社翻译此文，是想提醒大家，在能源紧缺的当下和未来，挖掘和开发低能耗的农业生产技术，总有其不可忽视的重要性。如果您是熟悉中国大棚技术发展历程的实力派农友或专家，欢迎与我们分享中国传统和现代农业技术中节能、高效的“低技术”。
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看完“果墙”的故事，有心的读者也许会有个疑问：配图为什么都是黑白的？本次推送的文章来自Low-tech Magazine（低技术杂志），这本杂志质疑现代人对技术进步的盲目信仰，并强调传统的知识和技术在设计可持续社会方面的潜力。为了以身作则，减少网站能耗，Low-tech Magazine摒弃了数据库驱动的内容管理系统，转而采用静态站点的建站模式。所以，为了减少内存、降低服务器压力，实现节能，杂志网站中所采用的字体、图片等都是经过特殊处理的。
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来源
[1] http://www.fao.org/docrep/014/i2454e/i2454e00.pdf
[2]https://books.google.es/books?id=ClAttEBYLHsC&pg=PA297&lpg=PA297&dq=one+kilo+meat+megajoule&source=bl&ots=mfS1J1L_Ql&sig=leo_G6Yog1jBhtsiWxXo85LplfI&hl=nl&sa=X&ved=0ahUKEwi3wp_V7uLJAhWGRhQKHcRSDEkQ6AEIIzAA#v=onepage&q=one%20kilo%20meat%20megajoule&f=false
[3]http://www.compendiumvoordeleefomgeving.nl/indicatoren/nl0013-Energieverbruik-door-de-land--en-tuinbouw.html?i=6-40
[4]http://www.notechmagazine.com/2015/08/insulation-glass-buildings.html
[5]http://fr.topic-topos.com/chambre-a-raisin-thomery
[6]https://nl.wikipedia.org/wiki/Slangenmuur#/media/File:WLM_-_R%26@E_-_506982_slangemuur_Beeckestijn.jpg
[7]https://nl.wikipedia.org/wiki/Slangenmuur#/media/File:Retranchementen-muur_Berbice_2.jpg
[8]http://www.flickriver.com/photos/davydutchy/3958487038/
[9]https://thehorticulturaltherapist.wordpress.com/2013/06/02/croxteth-hall-walled-kitchen-garden/
[10]https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schietraam-Honselersdijk-20405430-RCE.jpg
[11]https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Interieurmuurkas,slangenmuurmetlatwerk-'s-Graveland-20405341-RCE.jpg
[12]http://www.inoudeansichten.nl/ansichten/naaldwijk/p92889-naaldwijk-kopkas-met-knie-1930.html
作者：克里斯·德·德克尔
（Kris De Decker）
翻译：邓尧文
编辑：棒恩乙
排版：妞妞
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