垂直农场再造一个巴西

　　垂直农场，再造一个巴西

　　这或许是个源于人类危机的异想天开之作，但这样的设计正日趋向实现前进着。

　　2050年时，世界人口总数增至92亿，其中80%人口居住在城市里。城市不断扩张、耕地面积不断减少，水泥森林覆盖了地球，人类在用越来越少的土地供养越来越多的人口。

　　根据每人每天至少需要1500卡路里的能量，以今天的农作方式耕种，届时耕地面积将不得不再增加850万平方千米。这相当于增加一个新的巴西，但如此巨大的新增地显然是不存在的，耕地将会变成稀缺资源。

　　很多专家认为，在没有采取严格限制措施的情况下，严重的粮食和耕地短缺将引发饥荒和生态灾难等后果。这也是食品添加剂全球盛行的最根本原因。

　　而垂直农场(Vertical Farm)的发明，相当于在地球上新造一个巴西。

　　从“高”计议的垂直农业

　　一位致力于公共卫生和微生物学的教授，美国哥伦比亚大学的迪克森·德斯坡米尔(Dickson Despommier)，是垂直农场(Vertical Farm)的先锋人物。早在1999年，他就开始着手于垂直农业，用来解救缺乏土地的农业。

　　垂直农业，被认为是一种获取食物、处理废弃物的全新概念。

　　农业灌溉消耗了世界上可利用淡水资源的70%，由肥料、杀虫剂、除草剂及淤泥导致的污染使这些水无法饮用。如果这种趋势继续下去的话，某些人口密集的地区 将不可能再提供足够多的安全饮用水。

　　农业生产还消耗大量化石燃料——仅美国就消耗了全球约20%的汽油和柴油。由此产生的温室气体排放当然令人担忧，但更令人忧心的是，食品价格因此与燃料价格挂钩，导致许多地方的食品价格在2005到2008年间几乎翻了一番。

　　一些农学家认为，解决这些问题的方法在于采用更为集约化的工业化农作方式，通过转基因和使用更高效的农药来提高作物产量，并减少高度机械化的农作方式。

　　而德斯坡米尔的愿望是在钢筋水泥组成的建筑物里种植食物，比如：1楼养鱼、12楼种植西红柿；建筑物内的水都被循环利用；植物不用堆肥；甲烷可以收集起来转换成热量；猪圈排泄的废料成为能源的来源等。

　　据称，由德斯坡米尔博士和伊利诺斯州理工大学的埃里克·埃林森(Eric Ellingsen)共同设计，外表造型是金字塔模样的“垂直农场项目(Vertical Farm Project)”，室内1亩的耕作产量等同于室外4到6亩的耕作产量。

　　在室内从事农业生产，人们全年都可以种植作物，不用担心坏天气、干旱或自然灾害的影响，也不用担心有害虫和寄生虫。作物的类型也有上百种之多，不必担心菜色的单调。

　　而当求“广”的地面耕种农业转型成垂直求“高”的立体农业后，人类再也不必担心耕地会耗尽。

　　三大法宝：空间利用、循环、清洁能源

　　垂直农业最大的特征就是“盖”菜园，像盖楼房一样。它着眼于解决空间问题。德斯坡米尔把屋顶种植横向的扩大面积转换为室内种植的纵向扩大。

　　德斯坡米尔希望一般的垂直农场有30层楼高，这样可以保障5万人1年的食物和用水需求。他估计，只要150座“垂直农场”，就能满足纽约城一年的菜粮所需。

　　西雅图一家事务所设计了一幢名为“生态实验室”的建筑。这座12层高的建筑，拥有居住和农业生产双重功能。在扣除基本生产成本后，水栽法种植在“实验室”菜园内的马铃薯和莴苣，每年还可以带来大约100万美元收入。

　　安大略滑铁卢大学的戈登·格拉夫(Gordon Graff)则为他设计的“天空农场”设定了59层的高度，将主要的栽培区域从低到高设定为滴灌区、水培区和气培区。

　　在现实的实践中，韩国水原一座3层高的建筑物里，人们在占地450平方米的“农田”里耕种莴苣。室内的光线和温度都经过调节。而从外面看，这样的垂直农场与周围的奢华大厦没有什么不同。

　　对于新兴的农业形态来说，德斯坡米尔的金字塔农场描述了完整的自给自足的生态系统，涵盖了从食品生产到废物管理的解决方案。

　　例如农场的一部分电力来源，是将不可食用的玉米麸皮变成燃料。植物废料先是被加工成粉末状，接着压缩成可全部烧掉的燃料颗粒。

　　再如农场最重要的资源：能源和水，通过底部的下水道实现自我再造。德斯坡米尔构想，整个城市的污水都可以流入这个垂直农场，其中一半进入一部被称作“泥碳”的机器，经过加压加热，将其分解成碳和水。剩下的另一半污水通过消毒灭菌处理、加热脱水变成上层土。

　　经过这两个程序提取的水再经自然过滤方式，如斑马贻贝、香蒲等媒介进行过滤，可以重新灌溉农作物，甚至可以再净化过滤变成饮用水。

　　对于果能从粗暴的农业种植方式脱身出来的土地来说，垂直式的改变，既节约了土地面积的耗费，又有助于改善恢复土地原有的生态。

　　德斯坡米尔认为，与室外种植相比，在城市的“摩天农场”中种植作物，不仅只消耗少量的水和化石燃料，还能缩短食品配送的距离，提供新鲜食品和减少对环境的污染。

　　除此之外，清洁能源也是垂直农业所青睐的能量来源。

　　为了节能，巴黎建筑师事务所的奥古斯丁·罗森斯提赫尔为他设计的农场，在屋顶上安装涡轮进行风力发电。建筑师克里斯·雅各布斯与德斯坡米尔共同设计的最为早期的一幢垂直农场，就是为屋顶安装一块巨型的太阳能电池板。电池板随着太阳移动，以最大程度地捕获阳光，提供能量。

　　在科学家的眼里，垂直农场已经不仅仅是个农产品工厂，还是一个城市基础设施改造、模仿自然循环系统的宏观计划。

　　从异想天开到接近现实

　　建筑师事务所的设计团队认为垂直农场有经济可行性，在几年内会真正变成令人可信的东西。

　　德斯坡米尔曾说，完成这一计划的大多数技术已经具备，美国政府只需拨出近10年来补贴美国农业的款项的0.25%，即5亿美元就可以启动这一计划。

　　但并不是所有人都这么认为。

　　堪萨斯州土地研究所的农业研究人员斯坦·考克斯觉得，垂直农业只是爱梦想的年轻建筑学生的一项计划。他提出最主要的问题是发光所用的电量太多，尤其是用发光二极管取代阳光的问题。

　　考克斯说，如果想用垂直农业取代现下美国全年的小麦生产，所需的电量是美国所有电站一年生产的总电量的8倍，而这还只是照明用电。

　　除此之外，一些学者认为“垂直农业”的成本将超过利润，而利润永远是投资者考虑因素的第一优先顺序。

　　还有人担心水和能源这两个必要条件的来源问题。“垂直农业”需要有完善的城市污水循环利用和能源供应系统作为配套。

　　为了协调这一整套系统，德斯坡米尔的估计是，这需要建筑师、工程师、农艺学家和城市规划者，花费5到10年时间来统合高科技农业实验和最新的建筑技术。

　　“我们现在面临的最重要的问题是资源分配不均”， 德斯坡米尔在接受美国ABC电视台访问时说，“在不久的将来，短缺的时代就会到来”。

　　有人说他的想法是乌托邦和堂吉诃德式的，也有人说这是引领下一场农业革命的先行者。而我们知道的是，已经有人开始对这个念头开始进行试验。

　　荷兰一家叫做Plant Lab的公司开始种植垂直式排列的作物。英格兰Paignton动物园的“Verticrop”项目，应用垂直农业的技术来培植有机植物为动物提供饲料。韩国政府也对开发这项技术非常感兴趣。

　　韩国水原市垂直农业实验室的一位工作人员说：“我们必须为避免自然灾害发生做准备。”他的同事认为，再经过5年研究，韩国的垂直农业就能实现商业生产的目标。