2.4　乡村绿色人居单元的复合系统结构

乡村绿色人居单元的系统结构是人居生活系统和农业生产系统两个独立的系统单元通过生态技术系统的连接作用而形成的一个复合型系统（图2.6）。该系统的目标是在最大程度上实现自给自足，但这并不意味着该系统能够完全不依赖外界物质。

图2.6　乡村绿色人居单元的系统构成要素和结构

第一，该系统的农业生产部分和生态技术部分都需要借助太阳能的作用，其中农业生产系统能够利用生产者来储存太阳能并传递到食物链的各层消费者中，生态技术则可以依靠太阳能来吸收热量并发电，因此太阳能属于单元的外部环境对单元的稳定输入。

第二，水在该系统中并不是循环使用的。在农业生产系统中，水从河流或者地下被抽取出来用来灌溉农田，但这一过程中只有部分水被植物吸收，大部分水最终将渗入地下；在人居生活系统中，水也不能循环使用，因为人类对生活用水的要求很高，水被污染之后需要经过极为复杂和昂贵的工艺处理，才能再次达到饮用的标准。这种工艺是农村所不具备的，因此在人居生活系统中，一般采取梯级用水的方式来节约用水，污水处理设施一般会将污水净化到对环境没有危害的程度，然后将污水排入地下。因此，在乡村绿色人居单元中需要源源不断地输入水资源。

第三，在该系统中，能源的自给自足方式并不完全是自产自用，有些时候也会依赖单元外部输送的能量，同时自身也会生产相应的能量输送回外界。以电能为例，由于电的储存成本很高，在乡村绿色人居单元中，靠自身发电供单元内部使用并不具备经济可行性，并且自身产生的电能电压并不稳定，所以具有可行性的方案是外界向单元输送电能，同时单元借助生态技术措施发电，并通过国家电网将其输送至单元外部，达到一种动态的平衡。

第四，肥料在该系统中不能完全自给自足，还需要外界提供一部分。首先，乡村的根本职能在于为农村和城市居民提供食物，因此在乡村绿色人居单元中，食物将会源源不断地输送至外部，根据物质守恒定律，元素既不会凭空产生也不会凭空消失，所以随着食物从人居单元输出至外界环境，也必然需要外界元素对单元内部进行补充；其次，在物质的逐级传递过程中，必然伴随着物质的损耗，因此当物质到达最高层消费者（人）的同时，也会损失很大一部分，因此，需要借助外界环境的补充，才能维持单元内部系统的稳定。

第五，在乡村绿色人居单元中，食物的自给自足主要体现在日常的农业生产上，包括农作物种植和牲畜养殖，但是该系统依然需要外界向系统内部输入的食物。这是因为单元内部不可能生产出满足人类所有需求的各种食物，即便生产的种类多样，但食盐、糖、调料等工业产物依然难以满足。由于人居生活系统对于该类物质的需求较少，因此本书将该部分内容忽略，但是在描述乡村绿色人居单元的循环代谢系统上，依然将该部分内容标注出来，以保证乡村绿色人居单元概念的准确性。

由此可见，乡村绿色人居单元最重要的职能是达到生产、生活、生态一体化的要求。在该要求中，又包含若干内容，并先后有序。首先，乡村绿色人居单元要满足生活的需求，即对四种生活要素的需求；其次，乡村绿色人居单元要达到生态的目的，主要包括完全消纳人类活动产生的废弃物，制造绿色可再生能源代替不可再生的化石燃料；最后，满足生产的要求，即在为自身提供充足食物的基础上，向单元外部输出食物。因此，乡村绿色人居单元并不是一个完全封闭的自维持系统，而是和外界环境存在密切联系的系统。