快速人口擴(kuò)張和食物危機(jī)

　　每一個(gè)生活在地球上的人都需要汲取資源而存活。隨著人口擴(kuò)張，人們需要越來(lái)越多的資源，其中最核心的資源是食物和水。如果供給不能滿足需求，我們會(huì)將這種狀況稱為食物危機(jī)。

　　最主要的需求來(lái)自城市，到本世紀(jì)中葉，全球?qū)⒂谐^(guò)四分之三人口居住在城市，根據(jù)CIA的一份報(bào)告顯示，“營(yíng)養(yǎng)不良的人口將增加20%，潛在的饑荒會(huì)持續(xù)下去”。聯(lián)合國(guó)宣稱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要增長(zhǎng)70%以滿足城市居民的需要。

　　因?yàn)樵鲩L(zhǎng)的人口激發(fā)了競(jìng)爭(zhēng)，一些核心資源的使用快于地球自然資源的形成。到2025年，按照預(yù)估，僅耕地缺失一項(xiàng)就會(huì)對(duì)至少26個(gè)國(guó)家造成影響。對(duì)水資源的需求已經(jīng)超過(guò)供應(yīng)，其中最主要水耗應(yīng)用于農(nóng)業(yè)耕種。人口壓力催生出了我們聞所未聞的農(nóng)耕方式和對(duì)某些地塊的過(guò)度使用，削弱了土地的生產(chǎn)力（生長(zhǎng)作物的能力）。對(duì)土地的侵蝕將快于土地的自生過(guò)程。每年，風(fēng)雨將攜走大量肥沃土層，留下貧瘠的陸地。另外，一旦需要種植食物，城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的建造環(huán)境將會(huì)擴(kuò)張。

　　非常規(guī)的解決之路

　　隨著對(duì)食物的需求呈指數(shù)增長(zhǎng)，可耕種土地正在持續(xù)減少。我們是否能找到針對(duì)這一危機(jī)的解決辦法，以使大量食物生產(chǎn)成為可能，減少對(duì)水及其他資源的損耗，并隨著農(nóng)業(yè)操作將碳足跡減少到微乎其微？同時(shí)，這些方法是否能惠澤于城市環(huán)境自身，又能以不同方式使用和占有空間？聽(tīng)起來(lái)很完美？

　　垂直農(nóng)場(chǎng)是一個(gè)富有野心的概念，來(lái)自Dickson Despommier（迪克森·戴波米耶），一位哥倫比亞大學(xué)教授。他的概念在于建造一座由不同樓層田地和果園組成的玻璃摩天樓，整體耕種面積將滿足5萬(wàn)人的糧食需求。為了營(yíng)造植物種植最適宜的環(huán)境，在內(nèi)部，氣溫、濕度、氣流、日照和養(yǎng)分等因素都會(huì)被控制。一條傳送帶將作物按設(shè)置移動(dòng)到玻璃窗附近，以確保植物對(duì)自然日照的均值汲取。不走運(yùn)的是，距離窗戶最遠(yuǎn)的植物因吸收最少的陽(yáng)光而生長(zhǎng)過(guò)慢。因此，額外的陽(yáng)光供給需要人工輔助為植物提供，以避免其生長(zhǎng)不均，而且按照預(yù)想，對(duì)光照的能量需求明顯會(huì)提高食物種植的成本。

　　垂直整合的綠色溫室應(yīng)該不需要那么多人工輔助的光照資源，因?yàn)樗鼘?duì)空間環(huán)境的利用限制了對(duì)光照的挑剔。借助一套傳送系統(tǒng)，植物在兩層玻璃中的狹窄空間移動(dòng)，該系統(tǒng)可以建造在建筑外立面。這一“雙膚界面”溫室可以作為辦公樓的外觀設(shè)計(jì)或翻新工程的一部分。作為一項(xiàng)額外福利，綠色溫室按照預(yù)想會(huì)減少建筑整體能耗量的30%。

　　另一垂直方法是在建筑頂層種植作物而不是在建筑側(cè)面。一座1.5萬(wàn)平方英尺的商業(yè)屋頂農(nóng)場(chǎng)位于紐約的布魯克林，由BrightFarms公司建造，Gotham Greens公司運(yùn)營(yíng)管理，其生產(chǎn)產(chǎn)生的每日銷售量可達(dá)500磅。設(shè)備依賴自動(dòng)傳感器控制光照、風(fēng)機(jī)、遮蔽罩、熱覆蓋層和用于收集雨水的灌溉泵。為了降低成本，溫室有意建在超市和飯店附近，這些臨近商家每天都會(huì)接收該溫室的采摘品，以減少運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本。

　　其他城市農(nóng)場(chǎng)大部分都建在較低的位置，以減少對(duì)人工光照的需求，通過(guò)建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)最大光照面積，并應(yīng)用可再生能源。垂直作物系統(tǒng)（VertiCrop System），《時(shí)代》雜志稱其為世界頂級(jí)發(fā)明之一，緣起英國(guó)德文郡的動(dòng)物園為其動(dòng)物種植萵苣的訴求。它是一座只有一層的溫室，因?yàn)橹参锒挤N植在溫室側(cè)面和頂面，只需要很少的能量。一座四米垂直作物塔即將建在加拿大溫哥華市中心的車庫(kù)頂，預(yù)估這一建造將會(huì)實(shí)現(xiàn)每年95噸作物的生產(chǎn)，通常來(lái)看，其產(chǎn)量可與16英畝田地相比擬。紐約州揚(yáng)科斯市的一座漂浮農(nóng)場(chǎng)樣本，其能量需求來(lái)自自然光照、太能能板、風(fēng)渦輪機(jī)、生物燃料和蒸汽制冷。其使用昆蟲而不用殺蟲劑，并通過(guò)收集降雨滿足水需。

　　未來(lái)的農(nóng)場(chǎng)

　　所有這些系統(tǒng)都使用較少的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)，而采用了業(yè)已出現(xiàn)的水耕法，這一技術(shù)并不需要耕作土地。通過(guò)水耕法，一株植物的根基僅需要持續(xù)培植于混合有核心養(yǎng)料的水中。據(jù)稱，水耕法對(duì)植物的培植只需要原周期的一半時(shí)間。

　　這些方法也正在強(qiáng)調(diào)食品種植的可持續(xù)性。谷物種植應(yīng)用最少的除草劑、殺蟲劑和除霉劑。環(huán)境破壞和作物損失會(huì)導(dǎo)致土壤腐蝕和水流失。有效的建造設(shè)計(jì)可最大化自然光照，實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生清潔能源技術(shù)的利用，最終減少對(duì)高成本的非可再生污染性能源的依賴。大概最有價(jià)值之處在于，水耕法農(nóng)場(chǎng)僅需要一小塊基地和消耗于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的水資源。

　　自從水耕農(nóng)場(chǎng)建在居民居住地附近，交通和儲(chǔ)存成本也相應(yīng)下降。減少資源消耗和操作成本，在更好的領(lǐng)域收獲更好的收益，這些優(yōu)勢(shì)可以讓溫室項(xiàng)目收回最初在自動(dòng)化和再生能源技術(shù)上的投資。

　　水耕法的前途和對(duì)室內(nèi)氣候的控制使任何植物都可種植在任何地點(diǎn)，擺脫了一年中天氣和季節(jié)的極端變化。據(jù)稱，相比傳統(tǒng)種植，產(chǎn)出可達(dá)15至20倍。這些發(fā)明成果將農(nóng)場(chǎng)帶入城市，帶入居民定居之所，同時(shí)，是否能夠大規(guī)模實(shí)現(xiàn)，提升食品安全依然有很長(zhǎng)的路要走。