垂直农场:城市农业的未来
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当城市规划者发现土地已经所剩无几了，会怎么做？提升建筑物的高度——就像香港、伦敦、曼彻斯特等城市把庞大的人群安置在摩天大楼里。目前，人口增长在相当程度上成为一个全球普遍关注的问题。联合国预测，到2050年，世界人口总量将达到92亿，这意味着，城市的正常运转，必须肩负起数十亿人的居住问题，同时得保持两倍于当前的食物供给。
同样捉襟见肘的还有农耕地，怎样栽培出更多的农作物呢？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），是垂直农场的先锋人物。早在1999年，迪克森教授就和他的研究生在课堂上探讨在有限空间内养殖最大量动植物的难题——如何在有限的土地（如屋顶花园）养活曼哈顿市的20万人口。按常规的做法，学生们发现至多仅能维持曼哈顿人口2%的食物供应。迪克森灵机一动，想到了在垂直方向上用室内培植技术进行种植的方法。2001年，“垂直农场”的理念和设计被正式提出，随后世界各地的科学家、建筑师和投资者都不约而同地把关注的目光投向其中，企图把设想的图纸转换为现实的大楼。
2007年，《纽约时报》、《美国新闻与世界报道》、《主流科学》等多家媒体争相刊登垂直农场的有关新闻，克里斯·雅各布斯、戈登·格拉夫、安德鲁等一批知名建筑师运用其原理设计出不同的建筑模型，垂直农场瞬间炙手可热。2010年以后，日本、韩国、荷兰以及英国相继构建垂直农场的雏形，在摩天大楼里繁衍生物的愿景仿佛近在咫尺。
垂直农业PK传统农业
传统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。
传统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、工业化的农作方式，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。
而垂直农业，被认为是一种获取食物、处理废弃物的全新概念。迪克森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；植物不需使用堆肥（一种有机肥）；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，由迪克森博士和伊利诺斯州理工大学的埃里克·埃林森（EricEllingsen）共同设计，外表造型是金字塔模样的“垂直农场项目”，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。
垂直农场的优势
迪克森设计的垂直农场的雏形是：把城市中的摩天大楼变成自给自足的粮食生产中心，一座占地只有一亩、30层高的垂直农场，可以为5万人提供一年的食物和饮用水。只需150座垂直农场，就能为整个纽约提供一年的蔬菜粮食。
种植收割全年无休
在迪克森的垂直农场官网上，可以看到他的设计蓝图：垂直农场采用无土溶液栽培方式，每一层楼都是一片农地，具有高度集成的高效率灌溉系统，所有农作物都在受控制的环境中生长，并使用电子监控来检验是否成熟，全年365天不间断地种植、收割。其能源来源充分利用太阳能和风力涡轮，并且能将不可食用的植物茎须、颗粒加工成燃料。农场底部的污水处理池可以处理城市污水，污水通过集中处理，成为蒸汽机发电的原料。被处理提取过的污水经过滤后，还可用于植物灌溉和排放。这样，每栋大楼就可以实现一边生产水果、蔬菜和谷物，一边净化污水，并产生清洁能源。
迪克森说：“就像人们居住的房屋从平房向高楼进化一样，耕地也从田地向楼层化农场发展。在多层建筑物里模拟农田的农作物生长环境，使其符合农作物的生长发育成熟条件，这是有效扩大农作物生产面积和产量的一种农业发展模式、途径和方法。”
有助应对全球变暖
迪克森在接受媒体采访时指出，全球人口在未来40年可能达到92亿，这意味着，要想养活这么多人，全球粮食产量必须在现有基础上翻一番。数十亿人需要的粮食能从哪里来呢？他认为垂直农场既可为大量居民提供饮食所需，又能利用植物光合作用吸收二氧化碳，从而给地球降温。因而，垂直农场能有效应对日趋严重的全球变暖问题及城市人口剧增之势。
迪克森教授认为，在目前严峻的全球变暖的环境下，只有相当一部分的耕地重新成为森林，人类才有维持全球气候稳定的转机。假如垂直农场能够彻底取代传统农场，那么世界上许多因人类耕作或放牧而遭到破坏的地区，其生态系统就会慢慢恢复，重新生长的森林将消耗二氧化碳，扭转目前的全球气候恶化。
三大垂直农场设计方案
同是垂直农场，但能依据城市需要和地理特点演变出不同的形态，专家学者们各出奇招，唱响垂直农场的“狂想曲”。我们且看三个最为出名的垂直农场设计
方案。
纽约蜻蜓垂直农场
比利时著名的建筑设计师文森特·卡雷巴特（VincentCallebaut）为纽约市的罗斯福岛，设计出了一个蜻蜓翅膀样式的垂直城市农场。这个“蜻蜓翅膀”垂直城市农场将解决食物里程（指食物由生产地送到消费者手上需要运输的距离）过长和食物短缺的问题，并且将消费者和生产者重新结合起来。
据悉，这个“蜻蜓翅膀”垂直城市农场有132层楼，其垂直高度为600米；该农场内包括了28个不同的“农田”，这些农田可用于生产水果、蔬菜、谷物、肉类及乳制品。这个“蜻蜓翅膀”垂直城市农场综合利用太阳能和风能，可实现完全自给自足。另外，该农场位于纽约曼哈顿东河上的一个狭长的罗斯福岛上，对水的需求也能实现自给自足。由于生物、能源和水都能实现自我满足，这个“蜻蜓翅膀”垂直城市农场成为了一个真正的“有机”建筑物。
在这个“乌托邦式”的超级建筑物中，办公室、研究实验室、住房以及社区公共空间都分布在果园、农场以及生产车间中。农场中植物和动物的养殖被安排在由钢铁和玻璃建成的“蜻蜓的翅膀”之中，以保持合适的土壤养分水平以及对生物废弃物进行再利用。在冬季，翅膀之间的空间将通过收集建筑物外部的热空气以充分利用太阳能；而在夏季，翅膀之间的空间将通过自然通风和植物的“蒸发”作用从而使建筑物内保持凉爽。这个“蜻蜓翅膀”垂直城市农场能够实现循环利用，该农场外部的垂直花园将会“过滤”雨水，而“过滤”后的雨水将与内部的废液相“混合”。这些混合液体将被进行“有机治疗”，而经过治疗之后它们将被用于农业生产，包括用来储存及“分配”植物生长所必须的三种主要营养元素——氮、磷、钾。
据悉，“蜻蜓翅膀”垂直城市农场将由农场里的居民自己种植和维护，进而完成该农场的自我循环。为了保证“蜻蜓翅膀”垂直城市农场的社会多样性及持续的生物周期，该农场混合式的结构分层主要沿着两条柱子布置，而这两条柱子是人们居住和工作的地方。农场的花园、果园、稻田等农用空间内建造了各种各样的设施，而货物、动物以及人的运输是沿着建筑物的环形结构所实现的，“蜻蜓翅膀”垂直城市农场的每一层都设计了很多电梯以及存储货物的空间。
迪拜绿洲大厦
拉胡尔·苏林为高温干旱的迪拜设计的垂直农场“绿洲大夏”准备在市中心动工，它的外观颇像互相盘缠的藤蔓——由三座塔围绕核心轴螺旋上升构成。巨塔外部由氟塑料覆盖，上面涂有特殊材料，可以充分吸收光能，留为己用。楼层之间，数台垂直轴风力机能为大厦供电。污水处理后能重新加以利用，厌氧消化池可以现场处理产生的废物，处理过程中产生的甲烷将为巨塔提供更多电能。苏林预计，这样的垂直农场能供应四万人口的粮食，也可以为一部分市民提供住处。
新加坡的EDITT
正准备投入建设的新加坡EDITT（EcologicalDesignintheTropics，热带地区生态设计）是新加坡版本的垂直农场。这栋长满绿色植物的塔楼有26个楼层，有一半以上的面积被当地品种的植物次第覆盖，看起来有点像科幻小说的图景。EDITT大厦将运用多种环保技术，除了建材使用已回收材料和可回收材料外，还有将污物转换为生物气的待开发技术。
新加坡的垂直农场因地制宜，雨水收集回收的处理系统专为高温多雨的气候而设，足以解决EDITT50%的用水需求。采光、通风的装置也丝毫不逊色。更让人意外的是，大厦的许多墙和地板是可拆卸和重新安装的，为未来的变化和调整留下足够的余地。
质疑声从未停止
自从垂直农场的概念提出之后，围绕它的争论就从来没有停止过。普通农庄的土地能吸收超过90%的日光，垂直农场却要把它分摊到30个楼层的农地上，使得每一平方米农地至少还需要补充10到40瓦光。知名科学家、环境保护倡议者Monbiot指出，要生产相当于一块面包的谷物，必须得为补充的能源额外支出10
美元。
也有专家表示，一般植物都需要大量的光进行光合作用，但是垂直农场把植物种植在钢筋水泥的摩天大楼中，为了植物的生长，势必要引入大量的电能作为光能，需要耗费大量资源，从而造成了其他方面的不环保。与此同时，这么多植物处于一个密闭空间，也许一年半载不会出什么问题，但是时间一长，病菌的滋生和传播就会比较厉害。就好像在人口密集的地区，病毒传染的速度也会很快，这也是垂直农场可能存在的大问题。