在中国南极长城站，有一座建筑面积80平方米的温室（如图）。这个温室可以帮助我国科考人员实现蔬菜自由，不需要依赖船只运输蔬菜。该温室采用无土栽培技术实现蔬菜的种植，为了保证温室内的蔬菜正常生长，科考人员对温室进行了如下改造：

①温室内安装了灯具，当南极出现极夜或者黑夜时间过长时，温室内的灯具要保持照明状态；

②温室内安装了加热装置，保证室内在寒冷的南极也能常年保持25℃左右；

③栽培时给蔬菜提供营养液，营养液的成分选择水和无机盐，营养液需要定期通入空气；④为了保证营养液浓度适宜，还需要适时补水，避免营养液浓度过大。

请根据所学知识解释上述措施的科学原理。