未来高楼大厦中的“垂直农场”

　　为了让全球68亿人口都吃上饱饭，全球为种植农作物和饲养牲口使用了大量土地，面积总和已经相当于南美洲的总面积。据人口学家估算，到2050年，全球人口将达到95亿，按照目前的农业模式，那时我们不得不再增加850万平方公里的耕地来种植粮食，这相当于巴西的国土面积。但是，想要增加面积巨大的耕地是不可能的，如同美国著名作家马克·吐温所说：“想买土地么？他们已经不生产了！”

　　更可怕的是，农业灌溉消耗了世界上70%的淡水资源，而肥料和杀虫剂、除草剂的使用，又让这些水无法饮用，这样持续下去，一些人口密集地区将没有足够的饮用水。同时，农业生产还消耗了大量的燃料，由此产生了大量的温室气体排放--仅美国就消耗了全球20%的汽油与柴油，而食品价格又与燃料价格有关联，这导致很多地方的食品价格在2005年到2008年间几乎翻了一番。

　　一些农业学家认为，要解决这些问题，需要采用更集约化的种植方式，通过转基因和农药来提高粮食产量，并减少机械化的农业生产方式。但即便有这种方法，也是治标不治本，因为气候环境的剧变已经迅速改变了整个农业生产环境。奥巴马入主白宫后，他的能源部长朱棣文就曾表示：到本世纪末，气候变化可能会毁掉加利福尼亚州的农业。

　　显然，我们需要一种根本的解决办法。一个能有效应对这些问题的举措，就是在严格控制的条件下，在室内的垂直农场中种植农作物。尤其是在许多大都市的高楼里，可以考虑在空置的房间和天台上种植温室农作物，这样不仅可以全年进行种植，而且还可以减少淡水的使用，也不需要化石燃料驱动的机械来运送农产品，从而减少温室气体的排放。另外，食物的口味也将成为一种“本地生产”的规范。这样的垂直农场完全可以自己养活自己，这对于不断增加的全球人口，将是一场革命。

　　这种方法，看起来似乎难以让人理解，但是那些仔细研究过这项技术的工程师、城市规划师和农业学家一致认为：室内种植不但可行，而且应当尝试。目前，室内种植主要采用三种技术--滴灌、气培和水培，而且这三种技术已经在世界范围内得到了广泛的成功应用。

　　在滴灌法中，农作物生长在轻便水槽内，细小的管子将包含着植物营养液的水分精准地灌到每一株作物的根部，从而免除了水资源浪费，而且水槽由惰性材料制成，可以反复使用多年。气培法则是将作物吊在空气中，然后注入蒸汽和营养物质，省去了对土地的需求。

　　现代水培法由农学家威廉·F·格里克在1929年发明，作物被种植在包含营养物质的水槽中，而各种营养物质可以在水槽内循环，里面的作物可以全年生长，能有效地避免各种自然灾害对农业生产的影响，从而将产量最大化。早在第二次世界大战中，美军后勤部门就在南太平洋地区用水培法种植了360多万公斤的蔬菜，供应给战场上的军队，完善了士兵的伙食，为战争的胜利提供了有力的后勤保障。如今，英国、荷兰、丹麦、德国、新西兰等国家都有大型水培设备，美国亚利桑那州的Eurofresh农场，一年四季都有大量高品质的番茄、黄瓜和胡椒在生长。

　　不过，这些项目大多在半农业区实施，那里虽然有廉价的土地，但高额的运输成本会增加燃料消耗，加剧二氧化碳的排放。如果将种植场所换成城市的高层建筑中，则可以解决这些问题。我们设想可以建设一系列覆盖整个城市的30层大楼，然后在里面用垂直农场来实现城市的可持续生活：城市的废水可以作为灌溉用水回收利用，各种固体垃圾和不能食用的植物，可以作为燃料焚烧来制造驱动涡轮的蒸汽为种植场供电，临近的饲养中心还能养殖鱼虾和软体动物。

　　将粮食种植和城市生活结合到一起，是城市生活走向可持续发展的一个重大突破，在这种技术的影响之下，无疑还会出现一些以前我们无法想象的新职业，如城市种植工、收获工、城市农场服务等。最终，传统的农民都会受到鼓励去种植花草、树木，森林砍伐也会得到遏制，饱受创伤的大自然也会逐渐恢复……

　　文/美国哥伦比亚大学公共卫生和微生物学教授 迪克森·德斯坡米尔

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