陳先進：利用立體農場供應城市農產品

　　據聯合國(微博)糧農組織預測，到2050年世界人口將增至91億，需要糧食(泛指各種食品)增產70%。解決糧食短缺的出路有兩條：擴大耕種面積和提高單產。但世界可耕地有限，且不斷減少，分布不均，大部分只能種植少數作物。提高單產主要靠化肥和農藥，不利于環保。

　　美國哥倫比亞大學公共與環境衛生學教授Dickson Dispommier于2010年發表著作，提出“立體農場”(Vertical farm)的概念。他指出，到2050年城市人口將占到總人口的70%，人多居住問題靠建造高樓解決，糧食供應也要靠建造多層溫室，利用無土栽培法種植果蔬乃至谷物。其優點是可四季生產，就地供應，減少運輸成本和二氧化碳排放，果蔬新鮮。

　　立體耕種的技術基本成熟

　　當下，新型耕作法所需技術已經基本成熟。大規模溫室種植產業已有一個世紀的歷史，現在可以做到自動調節溫度、濕度、光照、氣流和營養液濃度。營養液是礦物質溶解于水的溶液，可適用于各種作物。無土栽培法只需要常規耕種一小部分用水，把使用除草劑、殺蟲劑、滅菌劑限制到最低程度。

　　美國阿里桑那大學可控環境農業中心主任Gene Giacomelli自2004年以來為美國在南極的一個工作站建造了南極食物種植室，面積22平方米，在冬季可為65名工作人員每天提供至少一份新鮮生菜。由于南極冬季大部分時間無日照，只好利用人工光照。溫室是單層，光照較易解決。

　　高層溫室采光問題是主要的障礙

　　在南極，由于新鮮食品運費極高，因此溫室利用人工光照代價相對較低。但是在普通地區，大規模利用人工光照就難以承擔。高層溫室作物受到的日照不均衡，只有靠窗的作物生長快。為了做到作物一年四季豐產，必須用人工采光。2005年在蘇格蘭肯特郡建造了90公頃的超大型溫室，生產的生菜占到英國供應的15%。到了冬季，溫室必須用電力光照。這就違背了溫室種植要求減排的原則。而且溫室是單層的可從室頂采光，如果是高層，耗電更多。

　　如果利用可再生能源，難度較大。美國環保工程師Ted Copplow從2006~2009年在停泊于紐約曼哈頓河流上的平底船上建立利用無土栽培法工藝的溫室。試驗的目的是尋找以最低的物資消耗和最大的費效比為城市供應新鮮食品。由于利用太陽能和風電進行人工光照，實現了零排放。利用食蟲益鳥取代農藥，因而沒有農業排污。由于一年四季不斷生產，無土栽培工藝的產量相當于常規土地種植面積的20倍。但船上的溫室只是單層，如果是多層那就需要大量人工光照，太陽能發電所占面積要比被光照的面積大20倍，顯然是不可行的。

　　美國Valeent立體種植公司提出以下思路：將多層立體無土栽培農場建立在軌道上，通過不斷調整溫室位置保證所有作物能夠均衡地都受到日照。該公司已在一家動物園建立一座100平方米的立體農場做試驗，為動物生產速生萵苣。另一家Vertic Crop System公司可保證多層溫室均衡地得到陽光和氣流，每天只需要相當于一臺臺式電腦工作10小時所需要的耗電量，一年可產50萬根萵苣。如果在土地上用常規的耕種法獲得同樣的產量，則需要增加7倍的能源和20倍的土地面積及水源。

　　但是這兩家公司采用的都是單層溫室，在溫室內采用多格盆栽的方式，陽光可從屋頂和四周射入，還不是真正的多層高樓溫室。高層溫室即便是能夠旋轉，使作物都能得到陽光照射，但是陽光的總量還是不足的，造成生物物質下降。

　　Caplow還主張“組合式立體溫室”，即將立體農場與辦公室和住宅高層大樓相結合。作物在大樓外圍種植，作物與建筑之間以玻璃相隔，并使分栽作物能夠旋轉，均衡受到日照。以植物遮掩大樓，解決作物采光問題，也解決了大樓的氣候控制，還營造了美感的視覺。缺點是種植面積要小得多。

　　最簡便的方式是利用樓頂。2011年紐約布魯克林區創建世界首家城市商業性樓頂無土栽培農場，在135平方米的樓頂可生產30噸蔬菜。紐約有一家農業公司與一家超市合作，在超高樓頂建造大型單層玻璃溫室，生產的蔬菜在超市出售。

　　當然最理想的還是在摩天玻璃大樓溫室種植果蔬，只要解決采光的難題，果蔬入住摩天大樓就指日可待。