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农作物生长的“摩天大楼”

 

到2050年，接近80%的地球人口将会在城市中心生活。根据对当前人口发展趋势进行最保守的估计，到那时，将新增约30亿人口。如果继续使用当今的传统农耕方式，那么大约需要10亿公顷新土地（大概比巴西多出20%)用来生产足够的粮食以供养这些人。如今，全世界80%以上的适合种植农作物的土地正在使用中。纵观历史，其中大约15%的土地因低效的使用方式而荒废。我们能够做些什么以确保有足够的食物供世界上的人口存活下去呢？

 

室内农业的概念并不新奇，因为温室种植西红柿及其他农产品的现象已经盛行一时。1新的问题在于迫切需要按比例扩大此技术以供养另外的30亿人口。许多人相信通过运用尖端技术，人类需要一种全新的室内农业方式。“垂直农场”就是此类的一个提议。这一观念是在多层建筑中，粮食作物在环境可控的条件下生长。立足于城市中心，它们可以大大减少将粮食运往消费者手中所需要的运输量。2垂直农场需要高效而低成本的修建方式，并可以安全操作。倡议者们声称，如果成功实施，垂直农场有望带来城市的复苏。持续提供安全多样的食物供应（通过全年生产所有作物）,并最终修复水平农业所导致的受损的生态系统。10

 

人类用了一万年的时间来学习如何种植大部分农作物，而这些被如今的我们认为是理所当然的。在这个过程中，我们从自己耕种的土地上大肆掠夺，常常将翠绿的自然生态地带变成半干旱的沙漠地带。9与此同时，我们进化为城市物种，其中60%的人口在城市中垂直居住。这意味着，对于大部分人来说，我们人类得到自然界的庇护，而我们却让生产粮食的植物承受户外的严苛环境，除了期盼一年风调雨顺之外便无能为力了。然而，现在常常因为急速变化的气候，结果并不能让人得偿所愿。每年都会发生大洪水、长期的干旱、思风以及强烈的季风，导致上百万吨珍贵的农作物被摧毁。11

 

垂直农业的支持者们声称这一系统有着许多潜在的优势。比如：可以整年生产农作物，因为它们在一个人工控制的最佳生长环境里生长，不会因为干旱、洪水以及害虫等原因而引起的减产。所有农作物都可以有机生长，而不需要除草剂、杀虫剂以及肥料。12此系统可以大大降低农业接触中一些传染病的发生率。13虽然这一系统会消耗能源，但是通过对植物不可食用部位进行沼气发电，可以将能源返还给输电网。3而且通过减少对拖拉机、犁和船舶的需求，化石燃料的使用也将大大减少。4

 

然而，垂直农业的一个主要缺点在于其农作物需要人造光。5没有人造光，离窗户最近的植物会接触更多太阳光，并且生长得更快，从而导致系统效率的降低。单层温室的优势在于拥有纯天然的顶部光源，即使是这样，许多温室依然需要人造光。缺乏天然顶部光源的多层设施则需要更多的人造光。产生足够的光过于昂贵，除非可以使用低价的可再生能源，但这只是一种未来的愿望，并不具备在不久的将来就能实现的可能性。

 

新开发的一种垂直农业方式是在堆叠起来的托盘中种植农作物，这些托盘可以在轨道中移动。6移动托盘能够使植物获得足够的阳光。这种系统已经在运行中，并且在顶部有光照的单层温室中运行良好。然而，还不能确定它是否可以在缺少顶部自然光源的环境下运行。

 

垂直农业试图解决我们为正在增长的人口生产足够的食物过程中必须面对的问题。虽然如此，现在更加需要采取措施来减少它可能会给环境带来的有害影响，尤其是能源的使用方面。虽然我们将来有可能在“摩天大楼”中种植农作物，但是当今的大部分专家认为我们更可能只是利用城市屋顶上的可用空间。7