在摩天大樓里種糧食

垂直農(nóng)場結(jié)構(gòu)圖

　　● 農(nóng)業(yè)正在破壞環(huán)境,，耕地不足以養(yǎng)活2050年可能達(dá)到的95億人口。

　　● 在玻璃大廈里種植農(nóng)作物可以大量減少化石燃料的消耗,，促進(jìn)城市污水的循環(huán)利用,，現(xiàn)在這些污水正在污染水系。

　　● 一座30層樓高,，占地0.02平方千米的大廈可以生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品,，相當(dāng)于戶外9.6平方千米耕地的產(chǎn)量，而產(chǎn)生的負(fù)面影響要小得多,。

　　● 目前的水培式溫室為世界各國的城市規(guī)劃師正在考慮發(fā)展的垂直農(nóng)場奠定了基礎(chǔ),。

　　撰文 迪克森·德斯坡米爾(Dickson Despommier)

　　翻譯 閔慶文 史媛媛

　　為滿足68億人的需要，全球種植作物,、飼養(yǎng)牲畜所使用的土地面積加起來相當(dāng)于南美洲的總面積,。另外，據(jù)人口統(tǒng)計(jì)學(xué)家預(yù)測,，到2050年,，地球人口將達(dá)到 95億。由于我們每個(gè)人每天至少需要1,500卡路里的能量,，如果繼續(xù)采用今天的農(nóng)作方式,，我們的耕地將不得不再增加850萬平方千米——相當(dāng)于一個(gè)巴西 的面積，但如此巨大的新增耕地是不存在的,。正如美國偉大的幽默作家馬克·吐溫所說：“想買土地,？他們已經(jīng)不生產(chǎn)土地了！”

　　農(nóng)業(yè)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(dǎo)致的污染使這些水無法飲用,。如果這種趨勢繼續(xù)下去的話,，某些人口密集的地區(qū) 將不可能再提供足夠多的安全飲用水。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)生的溫室氣體排放當(dāng)然令人擔(dān)憂,，但更 令人憂心的是，食品價(jià)格因此與燃料價(jià)格掛鉤,，導(dǎo)致許多地方的食品價(jià)格在2005到2008年間幾乎翻了一番,。

　　一些農(nóng)學(xué)家認(rèn)為，解決這些問題的方法在于采用更為集約化的工業(yè)化農(nóng)作方式，通過轉(zhuǎn)基因和使用更高效的農(nóng)藥來提高作物產(chǎn)量,，并減少高度機(jī)械化的農(nóng)作方式,。即 使這種方法得以實(shí)施，充其量也只能是一個(gè)短期補(bǔ)救方法,，因?yàn)闅夂驐l件的快速變化改變了農(nóng)業(yè)景觀，甚至阻礙了最有效對策的應(yīng)用,。在奧巴馬入主美國白宮后不 久,，美國能源部長朱棣文就警告公眾說，到本世紀(jì)末氣候變化可能毀滅加利福尼亞州的農(nóng)業(yè),。

　　如果我們繼續(xù)通過大量毀林來開墾新的農(nóng)田,，全球氣候變暖將以災(zāi)難性的速度加快。而且更多的農(nóng)業(yè)徑流(agricultural runoff)將造成大量水文“盲區(qū)”,，足以使大部分河口,、甚至部分海洋變成不毛的荒地。

　　上述的一切讓人憂慮,，但更可怕的是,，食源性疾病將導(dǎo)致世界范圍的大量死亡——沙門氏菌、霍亂,、大腸桿菌及志賀氏菌只是其中一部分,。更嚴(yán)重的問題是那些威脅 生命的寄生蟲傳染病，如瘧疾和血吸蟲病,。此外,，東南亞大部分地區(qū)、非洲大部分地區(qū)及中南美洲地區(qū)大都使用人類糞便作為肥料(因?yàn)樯虡I(yè)肥料過于昂貴),，結(jié)果 促進(jìn)了寄生蟲疾病的傳播,，受此折磨的人口多達(dá)25億。

　　顯然,，我們需要一種根本的解決方法,。一個(gè)有效應(yīng)對幾乎所有上述問題的戰(zhàn)略性改變就是：在嚴(yán)格的控制條件下，在室內(nèi)的垂直農(nóng)場中種植農(nóng)作物,。在大都市許多空 置的高樓或多層樓房天臺(tái)上的溫室里種植農(nóng)作物,，可以全年進(jìn)行食品生產(chǎn)，減少數(shù)量可觀的淡水使用和垃圾產(chǎn)生,，作物感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)也更小,，而且不需要化石燃料 驅(qū)動(dòng)的機(jī)械把農(nóng)產(chǎn)品從遙遠(yuǎn)的農(nóng)場運(yùn)送過來。垂直農(nóng)場可以說是我們自己養(yǎng)活自己,、養(yǎng)活將不斷增加的人口的一場革命,。另外，食物的口味也更好,，“當(dāng)?shù)厣a(chǎn)”將 成為一種規(guī)范,。

　　我的這些描述乍一看似乎有點(diǎn)讓人無法理解,，但那些詳細(xì)審查過這項(xiàng)技術(shù)的工程師、城市規(guī)劃師和農(nóng)業(yè)學(xué)家一致認(rèn)為,，垂直農(nóng)業(yè)不僅可行,，而且應(yīng)當(dāng)一試。

　　不去傷害

　　“改造”原始森林和大草原,，種植我們所需的食物,，其實(shí)是在毀滅這個(gè)地球，給我們?nèi)祟悗頌?zāi)難,。農(nóng)業(yè)的最低要求應(yīng)該類似于醫(yī)師們所倡導(dǎo)的“不去傷害”,。因 此，不要再去傷害我們的地球了,。人類一直在進(jìn)行著前所未有的征服：從19世紀(jì)初以來,，每一次當(dāng)馬爾薩斯主義者預(yù)言的人口增長帶來的“世界末日”逼近，都是 科學(xué)技術(shù)的突破拯救了我們,。各種類型的耕作機(jī)器,、不斷改進(jìn)的肥料和殺蟲劑、植物人工繁育獲得的更高產(chǎn)量和抗病性,，加上對抗常見動(dòng)物災(zāi)害的疫苗和藥品,，使糧 食生產(chǎn)的增長超過了不斷增長的全球人口的基本生存需求。

　　到上世紀(jì)80年代,，很多地方的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了土地能夠承受的生產(chǎn)能力,，這已經(jīng)非常明顯。農(nóng)業(yè)化學(xué)品已經(jīng)破壞了營養(yǎng)物質(zhì)恢復(fù)的自然循環(huán)(生態(tài)系統(tǒng)利用這種循環(huán)來自維持),。我們必須改變現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)技術(shù),，使之具有更強(qiáng)的生態(tài)可持續(xù)性。

　　正如著名生態(tài)學(xué)家霍華德·奧德姆(Howard Odum)所言：“大自然知道所有的答案,，那么你的問題是什么,？”我的問題是：我們怎樣才能在地球上生活得很好，同時(shí)又可以讓地球生態(tài)系統(tǒng)得以自然修復(fù),？ 從來自聯(lián)合國糧農(nóng)組織(United Nations Food and Agriculture Organization)的官員,，到可持續(xù)環(huán)境學(xué)家、2004年諾貝爾和平獎(jiǎng)得主旺加里·馬塔伊(Wangari Maathai)和許多氣候?qū)＜叶家恢峦猓菏罐r(nóng)田自動(dòng)恢復(fù)為多草或多林的狀態(tài),，是減緩氣候變化最簡單,、最直接的方法。這些農(nóng)田可以自然地從周圍空氣中吸 收二氧化碳這一最豐富的溫室氣體,，把農(nóng)田放著不管,，就可以醫(yī)治我們的地球。

　　這樣的例子不勝枚舉：1953年，朝鮮戰(zhàn)爭結(jié)束之后,，南北朝鮮之間建立起一條軍事緩沖區(qū)(demilitarized zone),，開始時(shí)只是一個(gè)4千米寬的荒蕪地帶，今天卻已經(jīng)郁郁蔥蔥,，充滿活力,；曾經(jīng)分隔東德與西德的光禿禿的走廊，現(xiàn)在也是翠綠無限,。上世紀(jì)30年代的 美國干旱塵暴區(qū)(American dust bowl)由于過牧和干旱而成為荒野,，今天又重新成為國家重要的糧倉。整個(gè)新英格蘭地區(qū)從18世紀(jì)初后至少被砍伐殆盡過三次,，現(xiàn)在卻成了大片健壯硬木和北 方森林的家園,。

　　未來前景

　　由于眾多原因,，一個(gè)人口不斷增長的文明社會(huì)需要另一種替代性的農(nóng)作方式,。但城市中封閉的摩天大樓真的就是一個(gè)實(shí)用的選擇嗎？

　　答案是肯定的,，部分原因是在室內(nèi)種植作物已經(jīng)司空見慣了,。三種主要技術(shù)——滴灌、氣培(aeroponics)和水培(hydroponics),，已經(jīng)在 世界范圍內(nèi)得到了成功應(yīng)用,。在滴灌法中，植物生長在輕便的水槽中,，這種水槽由惰性材料［如蛭石(vermiculite)］制成,，可以反復(fù)使用多年，植物 之間連接的細(xì)小管子將包含植物營養(yǎng)液的水分精準(zhǔn)地滴灌到每一棵植物的根莖基部,，從而免除了傳統(tǒng)灌溉造成的水資源大量浪費(fèi),。氣培法1982年由K·T·胡比 克(K. T. Hubick)開發(fā)出來，后來由美國航空航天局的專家進(jìn)行了改進(jìn),，將植物吊在空氣中,，注入蒸汽和營養(yǎng)物質(zhì)，還省去了對土壤的需求,。

　　農(nóng)學(xué)家威廉·F·格里克(William F. Gericke)1929年發(fā)展了現(xiàn)代水培法,。將植物種植在不含土壤的水槽中，溶解了各種營養(yǎng)物質(zhì)的水則在水槽內(nèi)循環(huán),。第二次世界大戰(zhàn)期間,，南太平洋地區(qū) 用水培法種植了360多萬千克的蔬菜，以供應(yīng)那里的盟軍部隊(duì),。今天,，水培溫室為室內(nèi)農(nóng)作提供了基本原理：作物可以周年生長，時(shí)常造成絕收的旱澇災(zāi)害得以避 免，由于有理想的生長和成熟條件,，作物產(chǎn)量可以達(dá)到最大,，而且能將人類病原物減到最少。

　　更為重要的是,，水培法使種植者不用擔(dān)心諸如土壤,、降水或溫度梯度等室外環(huán)境條件，只要有足夠的水分和能量供應(yīng),，室內(nèi)種植可以在任何地方進(jìn)行,。英國、荷蘭,、 丹麥,、德國、新西蘭及其他國家都有大型水培種植設(shè)備,。美國亞利桑那州沙漠中1.3平方千米的Eurofresh農(nóng)場是一個(gè)很有代表性的實(shí)例,，那里一年12 個(gè)月都種植著大量高品質(zhì)的番茄、黃瓜和胡椒,。

　　不過這些項(xiàng)目大部分都在半農(nóng)業(yè)區(qū)實(shí)施,，那里可以找到價(jià)格合理的土地。長距離的食物運(yùn)輸會(huì)增加成本,，消耗化石燃料,，排放二氧化碳，對環(huán)境造成很大損害,。將溫 室栽培引入到城市的高層建筑中,，便可以解決這些問題。我設(shè)想可以建一系列覆蓋整個(gè)城市的三十層大樓,，這樣就可以用垂直農(nóng)場實(shí)現(xiàn)真正的城市可持續(xù)生活：城市 廢水可以作為灌溉用水重新回收利用,，殘存的固體廢棄物以及不可食用的植物體都可以通過焚燒來制造驅(qū)動(dòng)渦輪的蒸汽，為農(nóng)場供電,。利用現(xiàn)有的技術(shù),，就可以在室 內(nèi)種植大量的可食用植物(見第60頁邊欄)，鄰近的水產(chǎn)中心還可以飼養(yǎng)魚,、蝦和一些軟體動(dòng)物,。

　　啟動(dòng)撥款和政府資助的研究中心，將是開啟垂直農(nóng)場的一個(gè)途徑,。大學(xué)與卡吉爾(Cargill),、孟山都(Monsanto)、阿徹丹尼爾斯米德蘭(Archer Daniels Midland)及IBM等公司的合作也可以為此埋單,。任意一種方法都能利用許多農(nóng)學(xué),、工程學(xué)和建筑學(xué)高校所擁有的潛力巨大的人才庫,，建成五層樓高、4千平方米的小型樣板農(nóng)場,。這些建筑應(yīng)該成為“操練場”,，讓研究生、科學(xué)家和工程師進(jìn)行必要的反復(fù)試驗(yàn),，然后再建造功能完備的農(nóng)場,。眾多公寓、醫(yī)院和學(xué)校的天臺(tái)也可作為試驗(yàn)基地,，這是更穩(wěn)妥的做法,。許多學(xué)校都已經(jīng)有了研究設(shè)備，包括美國加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校,、賓夕法尼亞州立大學(xué),、羅格斯大學(xué)、密歇根州立大學(xué),，以及歐洲和亞洲的一些學(xué)校,。美國亞利桑那大學(xué)由吉恩·賈科梅利(Gene Giacomelli)管理的可控環(huán)境農(nóng)業(yè)中心(Controlled Environment Agriculture Center)就是最著名的一個(gè)實(shí)例。

　　將食物生產(chǎn)和城市生活有機(jī)整合到一起,，是走向城市生活可持續(xù)性的一個(gè)重大進(jìn)步,，將發(fā)展出一些新型工業(yè),，還將出現(xiàn)一些以前無法想象的城市職業(yè)——苗圃服務(wù)員,、種植工和收獲工等等。大自然則會(huì)從我們以前的破壞中得以修復(fù),，傳統(tǒng)的農(nóng)民將被鼓勵(lì)去種草植樹,，并因?yàn)樘紖R而得到報(bào)酬。最終,，選擇性砍伐將成為巨大的木材工業(yè)的常態(tài),。