——“垂直農場”
科學前沿
作者：閔慶文 史媛媛
我們對垂直農場所傾注的精力和關注，並不亞於其他科學家所致力於登月的計劃。畢竟我們所要解決的問題是很現實的，這將使全球人類不必再擔心下一頓飯從何而來。
—迪克森·德斯坡米爾
提到農場，人們最先想到的是大片大片的土地，未來的農場或許會顛覆人們原來的印象。
想象一下在紐約的鬧市，豎立著一座座30層高的大廈，它們不僅是水果、蔬菜和穀物的生產基地，更能產生出清潔能源和淨化廢水。在這裏，可以利用無土栽培法種植各種植物，將植物懸置在水中或者其他營養液中；使用陽光等可再生能源來生產熱量和發電，以便晝夜不停地使植物的生長條件達到最優化。
這些摩天大溫室，類似巴比倫空中花園似的種植園，可以全年365天不間斷地種植、收割，而不需要忍受大自然變幻無常的氣候的困擾。其產量是普通農場的300多倍，不但能夠解決人們的吃飯問題，還可以為都市提供源源不斷的氧氣和清潔水源。向天空要耕地，還土地於自然，精心修複地球家園生態圈，這該是多麼美麗的神話。
這個大膽的構想最初是由美國哥倫比亞大學環境科學和微生物學教授迪克森·德斯坡米爾提出的，他稱其為“垂直農場（vertical farming）”。垂直農場也叫立體種植農場，被美國著名的《連線》雜誌評為改造地球最瘋狂的生態實驗之一。
垂直農場的構造模式完全顛覆了人類幾千年來的耕種方式，糧食作物第一次離開其賴以生長的土地，在高樓中成長、收割。隨著全球氣候的惡化，自然災害的威脅越來越大。“立體種植”這個顛覆傳統的想法越來越受到人們的關注和重視。支持者認為它代表了人類農業的未來發展方向。
不能承受的農業之重
在了解垂直農場之前，我們先來看下麵幾個數據：
1.全世界每年將84億噸二氧化碳排放至大氣。
2.全球人口在未來40年可超過90億。
3.目前，有60％的人口居住在城市中；到2050年，全球80％的人口將居住在城市裏，其中大多數在發展中國家。
4.現在地球陸地表麵上近37％的土地用於農業生產。
5.全球每年有近1300萬公頃的森林被砍伐，相當於希臘或尼加拉瓜的國土麵積。
6.目前全球的可耕作土地麵積相當於整個南美洲的大小，供養著全世界60多億人口，其中至少有上億人掙紮在饑餓線上。
7.到2050年，隨著人口的增加，我們需要在現有耕作麵積上增加一個相當於巴西國土麵積大小的耕地，來養活新增人口。
為了自身的生存和繁衍，人類一直在進行著前所未有的征服：從19世紀初以來，每一次當馬爾薩斯主義者預言的人口增長帶來的“世界末日”逼近，都是科學技術的突破拯救了我們。各種類型的耕作機器、不斷改進的肥料和殺蟲劑、植物人工繁育獲得的更高產量和抗病性，加上對抗常見動物病害的疫苗和藥品，使農業生產的增長超過了不斷增加的全球人口的基本生存需求。
由此也帶來了很多負麵影響。
到20世紀80年代，很多地方的農業生產遠遠超出了土地的承載能力，農業化學品已經破壞了營養物質恢複的自然循環（生態係統利用這種循環來進行自我維持）。
農業灌溉消耗了世界上可利用淡水資源的70％，由肥料、殺蟲劑、除草劑及淤泥導致的汙染使不少淡水無法被人類飲用。如果這種趨勢持續下去的話，某些人口密集的地區將不再有足夠多的安全飲用水。
農業生產還消耗大量化石燃料—僅美國就消耗了全球約20％的汽油和柴油。由此產生的溫室氣體排放令人擔憂。更令人憂心的是，食品價格因此與燃料價格掛鉤，導致全球許多地方的食品價格不斷上漲。
一些農學家認為，解決這些問題的方法在於采用更為集約化的工業化耕作方式，通過轉基因技術和使用更高效的化肥、農藥來提高作物產量。
即使這些辦法得以實施，充其量也隻能作為短期補救方法，因為氣候條件的快速變化改變了農業景觀，甚至阻礙了最有效對策的應用。事實上，從古至今，人類的農業生產一直都有一個致命的弱點，那就是靠天吃飯。在自然災害麵前，人類的糧食供應來源依然非常脆弱，稍許的糧食減產就能令全球糧價波動不已，曆史上亦不乏因自然災害造成饑荒死人的事例。
目前，世界上許多可耕地幾乎已經滿負荷運作，才勉強養活現在的60多億人口。根據聯合國發表的人口報告估計，到2050年全球人口將超過90億，這樣算來，未來40年多出來的近30億人口，他們的下一頓飯從何而來將是個大問題。
如果我們繼續通過大量毀林來開墾新的農田，全球氣候變暖將以災難性的速度加快。而且更多的農業徑流將造成大量水文“盲區”，足以使大部分河口、甚至部分海洋變成不毛之地。