“垂直農(nóng)場(chǎng)”：在摩天大樓里種地

一座30層樓高的農(nóng)場(chǎng)能為5萬(wàn)人提供一年的糧食和飲用水，這樣的環(huán)保農(nóng)場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生任何廢物，建造一座“垂直農(nóng)場(chǎng)”需要數(shù)十億美元

面對(duì)日趨嚴(yán)重的全球氣候變暖問(wèn)題及城市人口劇增之勢(shì)，一位美國(guó)科學(xué)家提出了大膽的設(shè)想：把摩天大樓開辟成農(nóng)場(chǎng)！這樣，既可以為數(shù)百萬(wàn)人提供飲食所需，又能利用植物光合作用，吸收二氧化碳，從而達(dá)到給地球降溫的目的，這不失為是一舉兩得的好辦法。然而，這種看似不切合實(shí)際的想法果真能夠變成現(xiàn)實(shí)嗎？

改變傳統(tǒng)種地方式遏制環(huán)境惡化

美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)栐谄鋼?dān)任制片人的紀(jì)錄片《難以忽視的真相》中呼吁每一個(gè)人都來(lái)植樹造林。但是，現(xiàn)年67歲哥倫比亞大學(xué)微生物學(xué)家迪克森·德斯波米爾（Dickson Despommier）認(rèn)為，為滿足急劇增長(zhǎng)的人口的需要，地球上越來(lái)越多的森林正變成耕地，倘若真如科學(xué)家所建議的那樣，我們又能到哪里去植樹？一方面，現(xiàn)在地球上近41％的土地用于農(nóng)業(yè)，另一方面，人口卻在不斷地急速增長(zhǎng)，估計(jì)到2050年會(huì)從今天的67億人增至92億人，而絕大多數(shù)人生活在熙熙攘攘的城市。

專家認(rèn)為，面對(duì)全球變暖趨勢(shì)，只有植樹造林才能遏制這種不利局面。德斯波米爾強(qiáng)調(diào)，如今唯一能為吸收二氧化碳的樹林騰出空間的方法就是改變我們種地的方式。他還想像了這樣一幅圖畫：將世界上最大一些城市變成“垂直農(nóng)場(chǎng)”，每座農(nóng)場(chǎng)有30層樓高，能為5萬(wàn)人供應(yīng)一年的飲水糧食所需，重要的是，不會(huì)產(chǎn)生任何廢物。

德斯波米爾目前正在同潛在投資者們研討建設(shè)第一座“垂直農(nóng)場(chǎng)”示范園一事。另外，他還是美國(guó)曼哈頓環(huán)保工程公司“紐約太陽(yáng)能利用”（NewYorkSunWorks）的董事會(huì)成員，該公司曾于今年5月在一個(gè)鉆井浮船上展示了類似的城市農(nóng)場(chǎng)概念。

高科技農(nóng)業(yè)與新建筑技術(shù)相結(jié)合

城市農(nóng)場(chǎng)向來(lái)被看作是唐吉訶德式的付出。從棲息于紐約上西區(qū)（著名文化人居住社區(qū)）公寓樓頂?shù)男⌒竽翀?chǎng)到受到房地產(chǎn)開發(fā)威脅的社區(qū)公園，在城市中保留一點(diǎn)鄉(xiāng)村氣息的夢(mèng)想在很多人看來(lái)就是烏托邦式的夢(mèng)想。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)環(huán)境學(xué)教授和微生物學(xué)家迪克森·德斯波米爾的夢(mèng)想相信讓很多人望塵莫及，他認(rèn)為在摩天大樓建設(shè)“垂直農(nóng)場(chǎng)”有助于抑制全球變暖趨勢(shì)。

可以想像一下這樣的情景：紐約總督島30層的摩天大樓一邊生產(chǎn)水果、蔬菜和谷物，一邊還能產(chǎn)生清潔能源，凈化污水。據(jù)德斯波米爾估計(jì)，約150棟此類建筑物便能供應(yīng)紐約全市一年的飲食所需。利用現(xiàn)有的綠色建筑系統(tǒng)，垂直農(nóng)場(chǎng)不僅能實(shí)現(xiàn)自給自足，還能為城市居民提供新鮮食品，凈化城市環(huán)境。

德斯波米爾于6年前提出了垂直農(nóng)場(chǎng)概念，并同對(duì)建設(shè)“城市可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展中心”感興趣的荷蘭、迪拜等地的科學(xué)家和風(fēng)險(xiǎn)投資家簽署了合作協(xié)議。據(jù)他估計(jì)，若想將高科技農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)同最新建筑技術(shù)完美結(jié)合起來(lái)，需要農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家、建筑師、工程師、農(nóng)藝學(xué)家和城市規(guī)劃者用5到10年時(shí)間來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

“垂直農(nóng)場(chǎng)”使退耕還林成為可能

垂直農(nóng)場(chǎng)怎樣才能遏制氣候變化？德斯波米爾教授認(rèn)為，唯一的辦法就是將地球大部分土地“退耕還林”，這樣才有機(jī)會(huì)使氣候模式穩(wěn)定下來(lái)。減少能源消耗則是抑制全球變暖趨勢(shì)的上上策，這也是美國(guó)前總統(tǒng)最近提交給國(guó)會(huì)一項(xiàng)提議的中心內(nèi)容。他表示，在目前用于耕地的土地上植樹造林，會(huì)降低二氧化碳向大氣的排放量，取得的成果同采用能效更高的節(jié)能方式相同。

發(fā)展室內(nèi)農(nóng)業(yè)還有另外一個(gè)原因：世界人口急劇增長(zhǎng)。據(jù)人口統(tǒng)計(jì)學(xué)家估計(jì)，到2050年，全球總?cè)丝趯⒈痊F(xiàn)在多出30億人，達(dá)到92億人。如果繼續(xù)維持現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，那么只能把相當(dāng)于巴西國(guó)土面積的土地開辟成耕地，才能養(yǎng)活多增加的幾億人口。然而，現(xiàn)在地球上幾乎所有能生產(chǎn)糧食的土地已經(jīng)變成耕地，這還是在沒(méi)有考慮到因全球氣候變暖導(dǎo)致海平面上升而淹沒(méi)更多陸地的前提下。

根據(jù)播種的農(nóng)作物類型，一個(gè)垂直農(nóng)場(chǎng)也許能夠把數(shù)千英畝農(nóng)田永遠(yuǎn)地變成樹林。眼下，這些估算很大程度上還只是一種推測(cè)，不過(guò)一個(gè)現(xiàn)實(shí)案例可以讓我們一窺垂直農(nóng)場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的前景：在佛羅里達(dá)州的一塊種草莓的農(nóng)場(chǎng)被“安德魯”颶風(fēng)夷為平地之后，農(nóng)場(chǎng)主將其變?yōu)橐粋€(gè)水培農(nóng)場(chǎng)。他們?cè)谑覂?nèi)和大樓每一層頂部種植草莓，如今，一英畝地的產(chǎn)量相當(dāng)于過(guò)去30英畝土地的產(chǎn)量。

在摩天大樓里辦農(nóng)場(chǎng)好處多多

為什么要在城市中建設(shè)垂直農(nóng)場(chǎng)呢？專家指出，在可控環(huán)境下種植農(nóng)作物有諸多好處：第一，城市中沒(méi)有家畜，因此不會(huì)通過(guò)未經(jīng)處理的廢物傳播疾病；第二，不會(huì)因天災(zāi)造成農(nóng)作物大規(guī)模歉收；第三，“無(wú)賴”轉(zhuǎn)基因品種進(jìn)入“天然”植物世界的可能性微乎其微。所有農(nóng)作物都可以通過(guò)有機(jī)栽培方式生長(zhǎng)，不會(huì)使用除草劑、殺蟲劑或農(nóng)藥，從而沒(méi)了有害的農(nóng)業(yè)廢物。到2050年，全球80％的人口將居住在城市。另外，城市已經(jīng)擁有建設(shè)垂直農(nóng)場(chǎng)所需的密度和基礎(chǔ)設(shè)施，而“超綠色”摩天大樓不僅生產(chǎn)糧食，還能供應(yīng)能源，創(chuàng)造真正意義上的自給自足的環(huán)境。

像美國(guó)亞利桑那州的“生物圈2號(hào)”項(xiàng)目一樣，真正的垂直農(nóng)場(chǎng)也許需要腰纏萬(wàn)貫的烏托邦式慈善家的鼎力支持。比如像美國(guó)得克薩斯州石油大王愛(ài)德華·巴斯這樣的人。上世紀(jì)80年代，巴斯個(gè)人出資2億美元，在美國(guó)亞利桑那州圖森市以北的沙漠中建起了“生物圈2號(hào)”實(shí)驗(yàn)基地。這個(gè)基地占地1.3萬(wàn)平方米，仿佛一個(gè)巨大的溫室，雨林、沙漠、草原和海洋應(yīng)有盡有。

在當(dāng)今社會(huì)，建設(shè)一個(gè)更小、更簡(jiǎn)單的垂直農(nóng)場(chǎng)可能也需要2億美元，據(jù)悉，來(lái)自耕地供應(yīng)不足的地方的富翁也許會(huì)提供這筆建設(shè)資金，如日本、冰島，迪拜的可能性最大。德斯波米爾教授相信，第一個(gè)垂直農(nóng)場(chǎng)將在15年內(nèi)建成，不過(guò)頗具諷刺意味的是，建設(shè)垂直農(nóng)場(chǎng)的資金很有可能就來(lái)自于銷售石油所得。

5到10年內(nèi)建示范園

—“垂直農(nóng)場(chǎng)”設(shè)計(jì)師德斯波米爾訪談錄

問(wèn)：你怎么會(huì)想到在摩天大樓上建設(shè)農(nóng)場(chǎng)呢？

答：大概8年前，我要求我的學(xué)生研究有關(guān)城市可持續(xù)發(fā)展的諸多方案，他們提出在曼哈頓的商業(yè)大廈屋頂建設(shè)13英畝的可耕地。根據(jù)我們的推算，它能養(yǎng)活這座城市2％的人口。于是我說(shuō)，“讓我們充分利用曼哈頓1723棟遭廢棄的建筑吧，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，接著采用水耕法，將它們一個(gè)個(gè)變成農(nóng)場(chǎng)。我又說(shuō)，‘我們暫且不要考慮資金、空間和時(shí)間，先來(lái)設(shè)計(jì)一棟可以向5萬(wàn)人供應(yīng)一年飲水糧食所需的大樓吧?！?/P>

問(wèn)：這意味著水來(lái)自于植物嗎？

答：是的。濃縮液來(lái)自于植物葉子，即使你將水輸送到屋頂。如果擁有相當(dāng)于一個(gè)城區(qū)規(guī)模的垂直農(nóng)場(chǎng)，那么里面的植物能產(chǎn)生足夠5萬(wàn)人需要的飲用水。

問(wèn)：灌溉用水來(lái)自于哪里？

答：污水，首先，清除污水中的泥渣。接著，讓它在不可食用的植物和飼養(yǎng)斑馬貝的塔樓內(nèi)（最好的有機(jī)物過(guò)濾系統(tǒng)）中反復(fù)過(guò)濾。在完成這幾個(gè)步驟之后，水就會(huì)變得干凈了。

問(wèn)：你能在摩天大樓內(nèi)種植多少種水果和蔬菜？

答：超過(guò)100種，如草莓、藍(lán)莓，甚至微型香蕉。我們從宇航局那里得到了能在室內(nèi)生長(zhǎng)的植物名單。原來(lái)，宇航局擁有一個(gè)龐大的水耕法項(xiàng)目，因?yàn)榛鹦巧峡蓻](méi)有外賣——你不能派人去取比薩餅。遺傳工程和人工選擇還將在垂直農(nóng)場(chǎng)發(fā)揮重要作用，因?yàn)橛泻芏嘀参镂覀兩胁恢廊绾卧谑覂?nèi)生長(zhǎng)，如傳統(tǒng)玉米。

問(wèn)：這種方法怎樣抑制全球變暖趨勢(shì)？

答：所有政府報(bào)告不約而同指出一件事：傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)也是一個(gè)嚴(yán)重的污染源。我很喜歡看一望無(wú)際的麥田，但這種污染也是在城市之外種植糧食的一大代價(jià)——地球上40.5％的土地都用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨著人口劇增，對(duì)糧食的需求自然會(huì)上升，這當(dāng)然需要開辟更多土地用于耕種。因此，必須找到替代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的方法。我們已經(jīng)擁有吸收二氧化碳的良策——植樹造林。

問(wèn)：建設(shè)垂直農(nóng)場(chǎng)的成本高嗎？

答：第一座垂直農(nóng)場(chǎng)可能需要數(shù)十億美元。我計(jì)劃給它注入各種高科技元素：植物將被放到自動(dòng)輸送帶上，這樣，就可以源源不斷地帶來(lái)植物生長(zhǎng)所需的光線，讓營(yíng)養(yǎng)液輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。當(dāng)然，政府應(yīng)該向第一座垂直農(nóng)場(chǎng)提供補(bǔ)助和減稅等激勵(lì)措施。我們正在討論的項(xiàng)目的重要性可不亞于開發(fā)“土星”火箭啊。

問(wèn)：第一座垂直農(nóng)場(chǎng)何時(shí)能建成？

答：一旦得到了資金支持，我們能在5到10年內(nèi)建設(shè)一個(gè)示范園。我希望自己能活到106歲，那樣的話，到時(shí)就能看到地平線上到處都是垂直農(nóng)場(chǎng)了。

垂直農(nóng)場(chǎng)橫切面

①農(nóng)作物 收割器使用電子眼監(jiān)控水果和蔬菜生長(zhǎng)情況，檢驗(yàn)農(nóng)作物是否成熟。

②麥田 空間利用最大化十分關(guān)鍵，所以，在此圖中，我們看到上下兩層都種農(nóng)作物。

③水池 灌溉剩下的廢水在此處收集，通過(guò)水管流向過(guò)濾系統(tǒng)。

④輸送裝置 將適量的水和光線分別輸送到最需要它們的農(nóng)作物中。

垂直農(nóng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖

①太陽(yáng)能電池板 垂直農(nóng)場(chǎng)所需大部分能量由顆粒發(fā)電系統(tǒng)供應(yīng)。這個(gè)太陽(yáng)能電池板可跟著太陽(yáng)方向旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)部制冷系統(tǒng)運(yùn)行，在陽(yáng)光最強(qiáng)烈時(shí)，制冷系統(tǒng)的使用達(dá)到最大化。

②風(fēng)力螺旋葉 這是對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的一種替代或補(bǔ)充，這是美國(guó)克利夫蘭州立大學(xué)工程學(xué)教授的創(chuàng)意。常規(guī)風(fēng)車太大，不太適合城市使用。風(fēng)力螺旋葉能像螺旋槳一樣通過(guò)小葉片驅(qū)動(dòng)空氣向上流動(dòng)。

③玻璃板 由鈦氧化物制成的清潔涂層，可收集污染物，防止雨珠濺落到地面；雨水流到玻璃下，同時(shí)使光線效果達(dá)到最大化，還能清潔污染物。水槽可收集雨水，進(jìn)行過(guò)濾。

④主控室 從這里可以調(diào)節(jié)垂直農(nóng)場(chǎng)的環(huán)境，使其全年365天不間斷地種植、收割莊稼。

⑤建筑設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)靈感源自好萊塢Capitol唱片公司總部。圓形循環(huán)設(shè)計(jì)使空間利用實(shí)現(xiàn)最大化，同時(shí)最大程度地讓陽(yáng)光進(jìn)入大廈。模塊式樓層像籌碼一樣堆疊起來(lái)，彈性更強(qiáng)。

⑥農(nóng)作物生產(chǎn) 垂直農(nóng)場(chǎng)不僅可以種植水果蔬菜，還能養(yǎng)魚、養(yǎng)豬和家禽。據(jù)德斯波米爾估計(jì)，一個(gè)垂直農(nóng)場(chǎng)足夠5萬(wàn)人一年的飲食所需。

顆粒發(fā)電系統(tǒng)

垂直農(nóng)場(chǎng)的另外一個(gè)電力來(lái)源是將不可食用的植物顆粒（如玉米麩皮）變成燃料。

將植物廢料輸入顆粒發(fā)電系統(tǒng)①，植物廢料先是被加工成粉末狀②，接著壓縮成可全部燒掉的燃料顆粒③，最后變成水蒸氣④。北美60多個(gè)顆粒制造工廠每年可生產(chǎn)60萬(wàn)噸燃料；美國(guó)愛(ài)達(dá)荷州一片占地3400平方英尺的住宅就利用顆粒來(lái)滿足自身電力需要。

圖：夜幕中的“垂直農(nóng)場(chǎng)”。專家估計(jì)，約150棟此類建筑物便能供應(yīng)紐約全市一年的飲食所需。

本版撰文任秋凌