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據(jù)估計，到2050年的時候，世界人口的80%都將居住在城市里。而人口總數(shù)將增至92億，其中大多數(shù)在發(fā)展中國家。很多專家認為，如果不采取嚴格限制措施，人類可能會面臨嚴重的糧食和
耕地短缺，并由此引發(fā)很多可怕的后果，比如饑荒和生態(tài)災(zāi)難。
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“垂直
農(nóng)業(yè)”這個術(shù)語是由美國地質(zhì)學(xué)家吉爾伯特-埃利斯-貝利1915年提出的。自此建筑師和科學(xué)家一直在反復(fù)研究這個想法，尤其是在20世紀末。1999年，紐約哥倫比亞大學(xué)的環(huán)境衛(wèi)生學(xué)及微生物學(xué)名譽退休教授迪克森-戴斯珀米爾與他的學(xué)生一起研究該想法。德波米耶博士稱，垂直農(nóng)場不僅能解決未來的糧食短缺問題，還可以阻止全球變暖，提高第三世界國家的生活水平，改變?nèi)祟惈@取食物和處理廢棄物的方式。這一切或許聽起來似乎有些夸張，但實際上垂直農(nóng)業(yè)很有可能在未來實現(xiàn)。
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垂直農(nóng)業(yè)的著眼點在于解決空間問題。由德波米耶博士帶領(lǐng)的“垂直農(nóng)場項目(vertical farm project)”稱，室內(nèi)一畝的耕作產(chǎn)量等同于室外四到六畝的耕作產(chǎn)量。他們舉例說，弗羅里達州有個農(nóng)場被改造成了室內(nèi)水耕農(nóng)場，用于大批量生產(chǎn)草莓?，F(xiàn)如今在這座農(nóng)場里，每1畝暖房能產(chǎn)出相當(dāng)于30畝地的草莓。
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當(dāng)?shù)孛?a href="http://m.meebe.net/tags/1210/">農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型成垂直農(nóng)業(yè)后，人類再也不必擔(dān)心耕地會耗盡。而且因為是在室內(nèi)進行
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人們?nèi)甓伎梢苑N植作物，不用擔(dān)心壞天氣、干旱或自然災(zāi)害的影響。如果將建筑物密封起來并仔細監(jiān)控，就不需要使用殺蟲劑來消滅害蟲和寄生蟲。
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這些垂直農(nóng)場將被修建在市區(qū)，而地球上大多數(shù)人口都居住在市區(qū)。因此，農(nóng)業(yè)變得更像是個封閉系統(tǒng)。也就是說，糧食的種植、運輸、食用和廢物處理都在同一塊區(qū)域內(nèi)完成。對于像北京、上海這樣的大型城市來說，幾乎所有食物都要通過空運或者陸路運輸而來。食物從生產(chǎn)地經(jīng)過陸地運輸、海運和空運送到消費市場的過程中，會產(chǎn)生很多污染，垂直農(nóng)業(yè)將在很大程度上消除這個問題。
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垂直農(nóng)場一般位于它所服務(wù)的社區(qū)之內(nèi)。因此，人們可以根據(jù)當(dāng)?shù)匦枨髞砀姆N植的作物種類。垂直農(nóng)業(yè)的精髓在于：從當(dāng)?shù)?離家160公里的范圍內(nèi))
農(nóng)民手中購買食品，以此支持當(dāng)?shù)?a href="http://m.meebe.net/tags/332/">農(nóng)業(yè)發(fā)展，減少個人對生態(tài)的影響。近幾年來，這個理念廣為流行，很多書籍和報刊都作過介紹。
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到目前為止，垂直農(nóng)場只生產(chǎn)了少量糧食。倡導(dǎo)者們?nèi)栽陂_發(fā)不同的建筑設(shè)計和種植技術(shù)，來提高室內(nèi)種植農(nóng)產(chǎn)品的效率。但在這個概念基礎(chǔ)上得到驗證的
商業(yè)模式尚未形成。
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不間斷的嘗試
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一個正在建設(shè)中的宏偉項目試圖一次性解決所有挑戰(zhàn)。瑞典12層高的三角形農(nóng)場將是世界上最高的垂直農(nóng)場之一，并且將以創(chuàng)新方法產(chǎn)生收入。經(jīng)營該農(nóng)場的瑞典普蘭塔貢農(nóng)業(yè)公司不僅在當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場上出售農(nóng)產(chǎn)品，而且把它大多數(shù)樓層出租出去作辦公場所。在這座建筑物陽面的辦公室窗戶外，有一個封閉在單獨玻璃層內(nèi)的機械軌道，可以將種植的作物從建筑物頂層送至底層。這種安排是為了讓作物照射到陽光，并且讓普蘭塔貢公司可以在同一個地方大樓一層完成所有種植和收獲工作。該公司計劃每年生產(chǎn)300至500噸綠葉蔬菜。
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至于成本，普蘭塔貢農(nóng)業(yè)公司首席執(zhí)行官漢斯·哈斯勒說，“建一座垂直溫室當(dāng)然要比建一座普通溫室貴得多”。但有計劃的收入流將有助于彌補這一點。
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在地球的另一端，韓國水原的一座3層高的建筑物里，農(nóng)業(yè)學(xué)家也進行著這項試驗。這座建筑唯一與眾不同的地方是它頂部的太陽能電池板，它為韓國研究人員崔桂宏的農(nóng)場原型提供能量。從外面看，這種所謂的垂直農(nóng)場與周圍的奢華大廈沒有什么不同。但是該建筑物的內(nèi)部，人們正忙著在占地450平方米的“農(nóng)田”里耕種萵苣。室內(nèi)光線和溫度都能調(diào)節(jié)。而在周圍城區(qū)，大約有2000萬人正在這些高樓大廈和公寓間匆匆而過，為生計而忙碌。
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進入水原市垂直農(nóng)場的每一個人，首先需要經(jīng)過一間風(fēng)淋室，把從外界帶進來的病毒和細菌清除掉，避免對這項試驗產(chǎn)生不利影響。除了這一奇怪要求外，該室內(nèi)農(nóng)業(yè)中心與傳統(tǒng)鄉(xiāng)下農(nóng)場非常相似。不過它里面有一些其他高科技功能和產(chǎn)品，會讓游客意識到這并不是一個普通農(nóng)場。但是潮濕的空氣和清新的花香會令人想起溫室大棚。萵苣一層層地整齊排列?？肯路降挠酌缯谧聣殉砷L，而上層則是即將采摘的成熟產(chǎn)品。與傳統(tǒng)溫室不同，水原市的這個垂直農(nóng)場在播種和收獲階段不用殺蟲劑，而且所有水都可循環(huán)利用。它生產(chǎn)出來的都是有機產(chǎn)品，而且產(chǎn)量比普通溫室更多。
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在荷蘭，垂直農(nóng)場生產(chǎn)的第一批食品已經(jīng)被擺上超市的貨架。成立十多年的公司plantlab利用位于丹博思南部地區(qū)的一個地下3層建筑物，已經(jīng)種植出從裝飾性灌木和玫瑰，到可以想象得到的各種作物，其中包括草莓、豆類、黃瓜和玉米，可謂五花八門，應(yīng)有盡有。
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在美國已有許多公司建立起商業(yè)化的屋頂農(nóng)場，如哥譚之綠、光明農(nóng)場和布魯克林農(nóng)莊。德國柏林也正在籌建一座工業(yè)規(guī)模的屋頂蔬菜農(nóng)場和養(yǎng)魚場。而在日本東京，一個名為保圣那o2的農(nóng)場不僅在屋頂，還在廢棄的銀行地下金庫里種植蔬菜。
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近幾年在中國本土，一些大的農(nóng)業(yè)機構(gòu)和公司正開始著手這一項目。
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中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展研究所楊其長教授發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在有兩三家機構(gòu)已經(jīng)開始實踐，植物工廠更是飛速增多(垂直農(nóng)業(yè)工廠是植物工廠的一種)。到去年年底，中國已有110家植物工廠。
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中科院中環(huán)易達公司算是最早開始實踐的企業(yè)之一，公司辦公場所就是北京國家農(nóng)業(yè)展示園，包含花園辦公室、生態(tài)圖書館、會議室、垂直
農(nóng)業(yè)種植區(qū)。
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如今園區(qū)內(nèi)，一座占地一千多平方米的“黃瓜車間”在采收期時每天產(chǎn)量可達兩百多公斤，“番茄車間”的單產(chǎn)更是遠遠超出傳統(tǒng)種植模式的產(chǎn)量，小型櫻桃番茄每年每平方米的產(chǎn)量可達30公斤，中、大型番茄的產(chǎn)量可以達到60公斤以上，這幾乎是露天種植的幾倍到幾十倍。
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目前，盡管垂直農(nóng)業(yè)在商業(yè)上的應(yīng)用尚不成熟，國內(nèi)尚未出現(xiàn)整棟的垂直
農(nóng)業(yè)項目。但眾多地產(chǎn)商們卻紛紛瞄準了這項頗有前景的項目，據(jù)魏靈玲介紹，與中環(huán)易達合作的公司90%都是地產(chǎn)企業(yè)。
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居高不下的成本
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現(xiàn)階段垂直農(nóng)業(yè)的成本和能耗始終居高不下。
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按照估計，垂直農(nóng)業(yè)的成本每平方米高達5000—10000元。一棟高質(zhì)量的垂直農(nóng)場可能需要數(shù)十億美元。這顯然遠超傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。
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明尼蘇達大學(xué)農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)副教授丹尼森認為：“農(nóng)作物從農(nóng)場到商店的運輸只是農(nóng)業(yè)能源消耗總量的極小部分?！币虼?，雖然垂直農(nóng)場消耗少量能源來運行其系統(tǒng)，但消費者不得不消耗額外燃料前往城市農(nóng)戶的市場，這“將完全抵消農(nóng)作物運往城市所節(jié)省下來的能源”。
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英格蘭牛津的作家和環(huán)境保護學(xué)家喬治·蒙比奧特認為更加復(fù)雜的垂直
農(nóng)業(yè)技術(shù)不可能從根本上提高世界糧食產(chǎn)量。至于那些將消耗額外能源來為人造光等設(shè)備提供電力的垂直農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，他說：“即使你從可再生資源獲取能源，還有更好的方法可以利用這些可再生能源?！?br />
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兼任普蘭塔貢農(nóng)業(yè)公司顧問的德波米耶博士也承認，對一些垂直農(nóng)場來說，能源的消耗，尤其是人造光的使用，仍是一個挑戰(zhàn)。但他說，照明工業(yè)近年來在減少植物生長燈的電力消耗上取得了重大進展，研究人員仍在繼續(xù)解決這一問題。
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此外，并不是所有的植物都適合垂直種植，目前適合的種類僅限于蔬菜、草藥、水果和可食用的鮮花。因此一些反對者認為，“垂直農(nóng)業(yè)”不過是一種商業(yè)噱頭。
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但德波米耶博士指出，在更大范圍內(nèi)，隨著技術(shù)的進步，大規(guī)模開展垂直農(nóng)業(yè)的想法將變得越來越現(xiàn)實。手機和等離子電視機這些創(chuàng)新在最初都是不可想象的。
