JPH04360629A - 砂漠の緑化システムにおける給水・施肥・施種方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は降雨量に比して水分の蒸
発量が極めて大きいために、殆ど植物の生育がみられな
かった砂漠等に植物の植生に適する植生層を形成させる
ための砂漠緑化システムにおける給水・施肥・施種方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、砂漠地帯の緑化について多くの研
究開発が試みられてきている。一例として、海水の淡水
化による散水での植物の育成、あるいは、遠隔地からの
送水パイプによる送水でスプリンクラーによる農業プラ
ンテーションなどがあげられる。さらには、セネガルか
らマリ、ニジュール、スーダンへと至る中央アフリカ一
帯の東西に４０００ｋｍ、南北に１０００ｋｍに及ぶ地
域に対し、その北に広がるサハラ砂漠が徐々に浸食する
という、いわゆる「砂漠化」現象の被害が起こっており
、その地域に対して「ワジ」と呼ばれる地下水の川に地
下ダムを建設し、太陽電池を動力源とするポンプで水を
くみ上げ、植林を進めていき広範囲にわたって緑化地帯
を形成し、これを維持させようという計画が進行しつつ
ある（日経産業新聞（平成２年９月１７日付け））。一
方、砂漠地帯の緑化とは別に、外部環境の影響を緩和し
て植物等を育成する建築物としては、従来から温室、温
室フレーム、インドアガーデン、動植物展示館などが存
在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の砂漠緑
化方法においては、砂漠以外の既に緑化された地域での
生植物の育成手法をその当初より砂漠地帯において実施
しようとしているため、砂漠地域の地表面において生物
が育成するのに必要な生体系バランスを形成しかつ維持
することが困難であった。即ち、例えば海水の淡水化に
よる散水手段をとった場合であっても、水の蒸散のスピ
ードが速いためにどうしても土壌の塩分が増加すること
が避けられず、厚みのある生物構成を育成しつつ緑化で
きないという問題点がある。

【０００４】さらに、蒸散による地表水分の不足を本質
的に補うには、地下水の浸透圧による地表面の動植物生
稼域への水分の上昇が最も好ましいものであるが、従来
はこの点についての考察は特に行われてきていない。ま
た、温室等の建造物を構築する手段は、比較的気候の温
暖な地域においては極めて有効な緑化手段であるものの
、砂漠地域のような厳しい気候環境においてはその手段
をそのまま用いても、特に水分の安定的確保の点で多く
の問題を有している。

【０００５】ところで、砂漠地域は一般に人的資源に乏
しく工業的技術力にも大きな期待を置くことはできない
ことから、砂漠の緑化技術には、次の条件を満たすこと
が求められる。即ち、緑化の目的で設置した諸施設は一
定期間そのままに放置可能であるとともに、その間必要
な環境整備を遠隔コントロールにより行い得るものであ
ること、および緑化環境が部分的に破壊された場合には
その部分を容易に修復できるものであること。

【０００６】そこで、本発明は、小単位のカプセルを用
いる方法により、砂漠を緑化する工程を細分化し、環境
のコントロールをより可能とした砂漠緑化システムの推
進に欠くことの出来ない給水・施肥・施種方法を提供す
ることを目的とする。即ち、カプセル化による有効な緑
化手段を実現するために、初期段階における現地での人
的、技術的、経済的資源の対応力期待度を下げることが
でき、現地での人的、技術的、経済的資源の対応力が一
定レベルに向上するまでの期間まかないうる砂漠緑化シ
ステムにおける給水・施肥・施種方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成しかつ課
題を解決するために、本発明は、環境から隔離された緑
の作付け空間を持つカプセルと、該カプセルへのオアシ
ス等からの配水パイプとを、既に緑化しているオアシス
住戸群から徐々に砂漠地帯に漸進的に配置していき、緑
化のステップの進行具合に応じてカプセルを段階的に開
放していく砂漠の緑化システムにおいて、カプセルへの
給水・施肥・施種は緑化の進展に応じて異なった態様で
実施する。

【０００８】緑化の初期ステップにおいては、緑化に必
要な生成種、土壌、水、肥料等の初期必要資源をカプセ
ルに予め工場で搭載し、緑化作業の現場に運搬し、初期
必要資源の消耗が近づいた段階の緑化の次期ステップに
おいては、カプセル内の動植物の成育に必要な資源の交
換、補給を行う工程を取る。カプセル内の動植物の成育
に必要な資源の交換、補給は、必要な肥料、種子あるい
は土壌等をトレーラ等に搭載し各カプセルを巡回して交
換、補給をしていく方法、あるいはカプセルそれ自体を
トレーラ等上に回収して生産工場に回送し、そこにおい
て収穫若しくは保全を行った後、再度現地に運搬し設置
する方法等によりおこなう。

【０００９】カプセル内の動植物の成育に必要な資源の
交換、補給はカプセルに設けられた供給口を通して行う
こともできる。

【００１０】

【作用】本発明の給水・施肥・施種方法を適用した砂漠
の緑化システムは、環境から隔離された緑の作付け空間
を持つカプセルと該カプセルへの配水パイプを基本に構
成される。カプセルは既に緑化しているオアシス住戸群
から徐々に砂漠地帯に漸進的に配置していき、緑化のス
テップの進行具合に応じてカプセルを段階的に開放して
いく。カプセル敷設地域の地中へ水不透過性のフィルム
を敷設することにより、地下水の浸透圧による水分の上
昇を待つようにしている。また、日中の強太陽熱による
温度上昇からプラントを守るために、カプセルは二重構
造となっており、その上部空間においては適宜の循環手
段によりカプセル内外の空気は常時循環していて内部の
温度の上昇が極力抑制されており、さらに下部空間であ
る緑化区域部分の温度環境は、地中へ延出している循環
ダクトを利用して内部の空気を循環させることにより地
中温度とプラント内温度との間で熱交換を行い、室温の
上昇を防止している。

【００１１】カプセルへの給水と施肥は段階的に異なっ
た態様で行なわれるが、初期においては近接するオアシ
ス住戸群での廃水等の有機物を多く含む水を使用するこ
とにより土壌の生成を行っていく。給水以外の他の必要
な作業に用するエネルギーは太陽電池のような自然エネ
ルギーを利用して行いうる。緑化地域の拡張は、段階的
に生産を目的に行われる。ステップ１として微生物の生
存、ステップ２として苔、草、虫の生存、ステップ３と
して食用・観葉植物、雑草の生存、ステップ４として植
物の現地化、ステップ５として大型樹木等群落化を目指
す。

【００１２】カプセルの設備とその稼働は土壌生成と緑
化段階で変化させる。カプセルとフイルムによって緑化
地域全体を覆い影を作ることで、生産力のある地表のカ
バーとするとともに、給水は遠隔地よりの遠隔操作によ
り行い、地表への浸透圧による地中水の上昇を待つ。そ
の間に、カプセル内で徐々に地表に必要な土壌生産と動
植物生産を行っていく。また、緑化のステップが進行す
るにしたがってカプセルを部分的に開放していき、カプ
セル下のプラットホームのみを残した段階を経て、最終
的な森林化段階になればカプセルを撤去し現地化し自然
地表とされる。

【００１３】

【実施例】次に、図面を参照した一実施例の説明に基づ
き本発明をより詳細に説明する。図１は本発明の給水・
施肥・施種システムを採用した砂漠の緑化システムの実
施状態を概略的に示したものであり、基本的には、環境
から隔離された緑の作付け空間を持つカプセル１と該カ
プセルへ必要な水分を給水するための給水パイプライン
Ｐとから構成される。

【００１４】本発明の給水・施肥・施種システムを採用
して砂漠緑化システムを施工するに際し、先ず、既に緑
化している近接する既存のオアシス住戸群Ａから緑化を
予定する区域に対し、あるいはその一部に対し、適宜の
間隔をおいて給水パイプラインＰ網を地中に埋設する。 その後に、敷設したパイプラインＰ上に後述するカプセ
ル１をオアシス住戸群Ａから砂漠地帯に向けて設置して
いく。やはり後述するように、緑化工程は複数のステッ
プを踏んで進行していき、その緑化のステップの進行具
合に応じてカプセル１を段階的に開放していく（図１の
１’参照）。地中浸透圧による水分の上昇を生じさせる
目的で、カプセル敷設地域には水不透過性のフイルムを
地中へ敷設し、土壌の含水率を養生させる。それにより
地下水位は徐々に上昇し、地表部分の土壌の含水率が向
上する（図１のＣ参照）。

【００１５】また、カプセル１は、日中の強太陽熱によ
る内部の温度上昇から動植物を守るために、互いに分離
された上下に二重構造をなす構造体とし、上方の構造体
は外気との換気により、下方の構造体はその内部の空気
を地中ダクトを利用して地中に循環させることにより地
中温度とプラント内温度との調整を行うようにしている
。

【００１６】以下、各構成部材について詳細に説明する
。図２はカプセル単体を示しており、図３はそのカプセ
ルを緑化対象である砂漠地帯に設置した状態を示してい
る。カプセル１は例えば強化プラスチックのような耐候
性のある素材から構成される。カプセル１は上下二つの
部材、即ち、ポット状プラットホーム２とその上部に被
せられる温度調整シエル３からなる二重構造になってい
る。ポット状プラットフォーム２はその内部空間が緑化
区域となるものであって、その上方部分は隔離壁４によ
り閉鎖されていて、プラットホーム２内は外気より隔離
された緑化空間Ｓを形成している。なお、この温度調整
シエル３とプラットホーム２との間の隔離壁４は、後述
するように緑化、土壌生成段階が進行するにつれて、取
り外すことがてきるように構成されている。

【００１７】温度調整シエル３は、プラットフォーム２
に対しての防砂とともにカプセル内の太陽熱による異常
な温度上昇から動植物を保護するために設けられており
、その形状は円錐形あるいは４角錐のような形状、即ち
太陽熱による自然対流を起こしやすい形状をしていると
ともに透明体もしくは半透明体材料で作られている。 温度調整シエル３の頭頂部には例えば排気ファンを持つ
開閉窓のような排気構造５を形成し、底部に近い周辺に
も同様に吸気ファンを持つ開閉窓のような吸気構造６を
形成する。さらに、温度調節シェル３の頭頂部近傍には
太陽電池７を取り付けてあり、そのエネルギーにより上
記の排気および吸気ファンを駆動することは現実的かつ
好ましい態様である。

【００１８】砂漠地帯では昼間の温度上昇、夜の温度下
降が激しく、昼夜の温度差がきわめて大きいので、空気
の対流、給排気構造の調整によってカプセル１内の温度
を調節する。また、温度調整シエル３はその骨格をアル
ミニウムで形成しそこに適宜の光選択透過性樹脂フィル
ムあるいは耐候性樹脂フィルム等を被覆するようにして
もよい。さらに、隔離壁４はポット状プラットホーム２
内の緑化空間Ｓから炭酸ガスのような気体は放出するが
水分は透過させないいわゆる逆浸透圧フィルムを用いる
ことは好ましい態様である。

【００１９】ポット状プラットホーム２および温度調整
シエル３は、予め工業生産体系の整った地域内の工場で
製造する。その際にポット状プラットホーム２には、砂
漠の緑化の初期段階に必要となる資源（例えば、生成種
、土壌、水、肥料、ガス等）を搭載した植生層８を造成
するとともに、砂漠の地中に前もって埋設してある灌漑
用の給水パイプラインＰに接続するための灌漑用パイプ
９を予め植生層８の内部に埋設しておく。さらに、現地
での据え付け後隔離された緑化空間Ｓを形成するポット
状プラットホーム２内の温度調節をするのに使用される
空調機１０、１０’を取り付け、該空調機にはそれぞれ
配管１３、１３’を接続し、ポット状プラットホーム２
の底部から延出させておく。なお、空調機１０、１０’
としては吸気用ファンおよび送気用ファンであってよい
。

【００２０】空調機１０、１０’に接続した配管１３、
１３’は、現地での据え付け後、後述するように、地中
に配管されているＵ字状のダクト１１と接続される。次
に、このようにして工場で製造されたカプセル１の緑化
すべき砂漠等の現地での使用方法を説明する。まず、カ
プセル１はトレーラー等の車両に積載され、砂漠等の緑
化しようとする現地に運搬される。

【００２１】現地では、カプセル１の設置に先だって、
給水パイプラインＰをオアシス住戸群Ａ等の遠隔地から
配管しておく。多数のカプセルをその給水パイプライン
Ｐに沿って整列させる一方、カプセル１のポット状プラ
ットホーム２が埋入する深さと大きさの穴をパワーシャ
ベル等の掘削機械を利用して掘削し、掘削後、穴と穴の
接続部分および必要に応じ穴の部分にも、水不透過性の
プラスチックフィルム２１を敷設する。さらに前記空調
機１０、１０’に接続した配管１３、１３’に相当する
位置にＵ字状ダクト１１を挿入固定する。その状態で、
整列したポット状プラットホーム２を半地下状に埋設し
、かつ、給水パイプラインＰと灌漑用パイプ９とを接続
し、かつ配管１３、１３’とＵ字状ダクト１１とを接続
する。その後に温度調整シエル３をポット状プラットホ
ーム２上に設置してカプセル１を完成させる。この作業
を順次繰り返して、図１の左方に示されるようなカプセ
ル設置域を形成する。

【００２２】地中に配置したダクト１１をポット状プラ
ットホーム２に取り付けられた空調機１０と接続パイプ
１３で接続することによって、カプセル１内の外気より
隔離された緑化空間Ｓにおける温度調節を行いうるよう
にする。即ち、カプセル１内の緑化空間Ｓの空気は、昼
間と夜間とで大きく温度変化する外気との間では熱交換
を行わず、地中の低温雰囲気との間で熱交換を行う。そ
れにより、緑化空間Ｓ内の環境は、その上部に設置され
ている温度調整シエル３の持つ機能とあいまって温暖で
かつ急激な温度変化のない状態で長時間維持されること
が可能となる。さらに、地中に排出された熱は、地中温
度を多少高めて後記のように防水構造下におかれた地中
に対して、浸透圧による水分上昇のための働きを助ける
。

【００２３】前記したように、各カプセル１間の露出地
表は、地中水分の蒸散の原因となるために、これを防ぐ
ためカプセル１間をつなぐ形で防水フイルム２１で覆う
。更に、防水フイルム２１の破損防止のため、防水フイ
ルム２１の上には４０〜５０ｃｍ厚の養生の盛土２２を
被せる。各カプセル１間のみに防水フイルム２１を敷設
した場合には、カプセル１と地中設備（給水・施肥用の
パイプＰ、ダクト１１）との機材の接続に際して、フイ
ルムの破損をともなうことなく容易に行うことができる
。しかしながら、砂漠の環境によっては地中水分の蒸散
をさらに防ぐために、カプセル１の下にも防水フイルム
２１を施す必要がある場合もあるが、その際には給水・
施肥用のパイプＰ、ダクト１１等の位置する部分を予め
開口しておくことは好ましい態様である。

【００２４】上記の構成により地中は防水構造下におか
れることとなり、地中水分の消費が避けられ、時間の経
過と共に地中浸透圧による水分の地表への上昇が得られ
る。そして一定の上昇が得られた段階で、カプセル解放
型での緑化へのステップへ移行することとなる。以上説
明したように、本発明の給水・施肥・施種方法を採用し
た砂漠の緑化システムによれば、予め工場で緑化に必要
な初期必要資源を搭載したポット状プラットホーム２を
現地で据え付け、さらにプラットホーム内の緑化空間を
予め敷設した給水用パイプラインと空調用の地中ダクト
に接続し、その後に温度調整シエル３を上部から被せる
ことで外気より隔離された緑化空間Ｓを形成するように
したので、現地での作業は、■給水パイプラインとの接
続、■防水フイルムの施工、■各カプセル間の連結、■
温度調整のための地中ダクトとの接続、だけであり、簡
潔に行える。

【００２５】次に、緑化の各ステップにおける給水、施
肥、施種のシステムについて詳しく説明する。緑化第１
ステップにおいては、緑化に必要な初期必要資源（例え
ば、生成種、土壌、水、肥料、ガス）は、ポット状プラ
ットホーム２に予め工場で搭載され、車両に積載して施
工（即ち、緑化作業）の現場に運搬される。

【００２６】一定期間経過後、即ち初期必要資源の消耗
が近づいた段階で、第２ステップとしてカプセル内の動
植物の成育に必要な資源の交換、補給のための工程を行
う。その手段としては、必要な肥料、種子あるいは土壌
等をトレーラに搭載し各カプセルを巡回して交換、補給
をしていく方法、あるいはカプセルそれ自体をトレーラ
上に回収して生産工場に回送し、そこにおいて収穫若し
くは保全を行った後、再度現地に運搬し設置する方法等
を行いうる。前者の方法をとる場合には、この時点では
まだカプセルは外気から隔離した閉鎖空間であることが
好ましいので、図２に示すような供給口１２をポット状
プラットホーム２に形成しておき、そこを通してトレー
ラ等の移送手段から内部に投入するようにすることが望
ましい。なお、この供給口１２は、緑化空間Ｓ内の空気
の交換の必要性が生じたとき（酸素量、炭酸ガス量等の
調節のためなど）にも適宜使用される。この供給口１２
を全てパイプラインで接合しておき遠隔の地からコント
ロールするようにしてもよく、その際に適宜のセンサー
群をカプセル内に設置しておき、その情報により制御す
るようにすればより好適である。

【００２７】さらに、カプセル１内での土壌生成の進行
と地中水分の上昇に合わせて緑化ステップを進行させ、
カプセル１を徐々に開放型、例えば、温度調整シェル３
の除去さらには隔離壁の除去に移行するために部品の回
収と交換を行うようにする。そして、プラットホーム２
内の緑化の進行に従い、温度調整シェル３を除去し次い
で隔離壁４を除去する。プラットホーム２の下部容器の
みとなった時点では、その下方の地中水分も充分に上昇
しており、生物の生命維持環境が相当に整った状態にあ
るものと予測される。従って、もはやプラットホーム自
体が不必要な環境になっているので、プラットホーム内
の土壌を排出し現地の自然地表の土壌と混合する。それ
により、地域全体を緑化し現地化した動植物が自然発生
する環境が整ったこととなる。そこにおいて、ステップ
１として微生物の生存、ステップ２として苔、草、虫の
生存、ステップ３として食用・観葉植物、雑草の生存、
ステップ４として植物の現地化、ステップ５として大型
樹木等群落化を目指すこととなる。

【００２８】本発明は上記したように、環境から隔離さ
れた緑の作付け空間を持つカプセルと、該カプセルへの
オアシス等からの配水パイプを、既に緑化しているオア
シス住戸群から徐々に砂漠地帯に漸進的に配置していき
、緑化のステップの進行具合に応じてカプセルを段階的
に開放していく砂漠の緑化システムにおいて、カプセル
への給水・施肥・施種は緑化の進展に応じて異なった態
様で実施する。

【００２９】緑化の初期ステップにおいては、緑化に必
要な生成種、土壌、水、肥料等の初期必要資源をカプセ
ルに予め工場で搭載し、緑化作業の現場に運搬し、初期
必要資源の消耗が近づいた段階の緑化の次期ステップに
おいては、カプセル内の動植物の成育に必要な資源の交
換、補給を行う工程を取る。カプセル内の動植物の成育
に必要な資源の交換、補給は、必要な肥料、種子あるい
は土壌等をトレーラ等に搭載し各カプセルを巡回して交
換、補給をしていく方法、あるいはカプセルそれ自体を
トレーラ等上に回収して生産工場に回送し、そこにおい
て収穫若しくは保全を行った後、再度現地に運搬し設置
する方法等によりおこなう。

【００３０】カプセル内の動植物の成育に必要な資源の
交換、補給はカプセルに設けられた供給口を通して行う
こともできる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の砂漠の緑化システムにおける給
水・施肥・施種方法は、緑化の進展のステップ毎に給水
・施肥・施種のやり方を管理することができるので、経
済計算や効果の算出が出来、現地への依存度を高めるこ
と無く緑化の進行ができる。また、カプセル化により工
場での種付け、初期環境の整備が可能になるので、現地
、地中水および地表土壌の含水状態とは無関係に緑化ス
テップを進行することができるので塩害が防げ、地中、
地表、空中と段階別に含水率を向上させることができる
。

【００３２】また、カプセルという規格単位で実施する
ため、諸条件設定とその現地応用がしやすく、現地人で
の普及に有利さをもつ。さらに、カプセル単位であり、
不測の事態への対応もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】砂漠緑化システムの全体構想を示す図。

【図２】カプセル単体を運搬する状態を示す図。

【図３】カプセルを砂漠に設置した状態を示す図。

【符号の説明】

１・・・カプセル　　　　　　　　　　　　　　　　　
　２・・・プラットホーム ３・・・温度調整シェル　　　　　　　　　　　　４・
・・隔離壁５・・・排気構造　　　　　　　　　　　　
　　　　　　６・・・吸気構造７・・・太陽電池　　　
　　　　　　　　　　　　　　　８・・・植生層９・・
・灌漑用パイプ　　　　　　　　　　　　　　１０・・
・空調機１１・・・ダクト　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１２・・・吸気孔１３・・・配管　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　２１・・・防水フイル
ム ２２・・・盛土 Ａ・・・オアシス住戸群　　　　　　　　　　　　Ｐ・
・・給水・施肥用パイプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　環境から隔離された緑の作付け空間を
   持つカプセルと、該カプセルへのオアシス等からの配水
   パイプとを、既に緑化しているオアシス住戸群から徐々
   に砂漠地帯に漸進的に配置していき、緑化のステップの
   進行具合に応じてカプセルを段階的に開放していく砂漠
   の緑化システムにおいて、カプセルへの給水・施肥・施
   種は緑化の進展に応じて異なった態様で実施することを
   特徴とする砂漠の緑化システムにおける給水・施肥・施
   種方法。
2. 【請求項２】　　緑化の初期ステップにおいては、緑化
   に必要な生成種、土壌、水、肥料等の初期必要資源をカ
   プセルに予め工場で搭載し、緑化作業の現場に運搬し、
   初期必要資源の消耗が近づいた段階の緑化の次期ステッ
   プにおいては、カプセル内の動植物の成育に必要な資源
   の交換、補給のための工程をとりうることを特徴とする
   請求項１記載の砂漠の緑化システムにおける給水・施肥
   ・施種方法。
3. 【請求項３】　　カプセル内の動植物の成育に必要な資
   源の交換、補給を、必要な肥料、種子あるいは土壌等を
   各カプセルを巡回して交換、補給をしていく方法、ある
   いはカプセルそれ自体を回収して生産工場に回送し、そ
   こにおいて収穫若しくは保全を行った後、再度現地に運
   搬し設置する方法によりおこなうことを特徴とする請求
   項２記載の砂漠の緑化システムにおける給水・施肥・施
   種方法。
4. 【請求項４】　　カプセル内の動植物の成育に必要な資
   源の交換、補給をカプセルに設けられた供給口を通して
   行うことを特徴とする請求項２記載の砂漠の緑化システ
   ムにおける給水・施肥・施種方法。