快速人口扩张和食物危机

　　每一个生活在地球上的人都需要汲取资源而存活。随着人口扩张，人们需要越来越多的资源，其中最核心的资源是食物和水。如果供给不能满足需求，我们会将这种状况称为食物危机。

　　最主要的需求来自城市，到本世纪中叶，全球将有超过四分之三人口居住在城市，根据CIA的一份报告显示，“营养不良的人口将增加20%，潜在的饥荒会持续下去”。联合国宣称，农业生产需要增长70%以满足城市居民的需要。

　　因为增长的人口激发了竞争，一些核心资源的使用快于地球自然资源的形成。到2025年，按照预估，仅耕地缺失一项就会对至少26个国家造成影响。对水资源的需求已经超过供应，其中最主要水耗应用于农业耕种。人口压力催生出了我们闻所未闻的农耕方式和对某些地块的过度使用，削弱了土地的生产力（生长作物的能力）。对土地的侵蚀将快于土地的自生过程。每年，风雨将携走大量肥沃土层，留下贫瘠的陆地。另外，一旦需要种植食物，城市和乡镇的建造环境将会扩张。

　　非常规的解决之路

　　随着对食物的需求呈指数增长，可耕种土地正在持续减少。我们是否能找到针对这一危机的解决办法，以使大量食物生产成为可能，减少对水及其他资源的损耗，并随着农业操作将碳足迹减少到微乎其微？同时，这些方法是否能惠泽于城市环境自身，又能以不同方式使用和占有空间？听起来很完美？

　　垂直农场是一个富有野心的概念，来自Dickson Despommier（迪克森·戴波米耶），一位哥伦比亚大学教授。他的概念在于建造一座由不同楼层田地和果园组成的玻璃摩天楼，整体耕种面积将满足5万人的粮食需求。为了营造植物种植最适宜的环境，在内部，气温、湿度、气流、日照和养分等因素都会被控制。一条传送带将作物按设置移动到玻璃窗附近，以确保植物对自然日照的均值汲取。不走运的是，距离窗户最远的植物因吸收最少的阳光而生长过慢。因此，额外的阳光供给需要人工辅助为植物提供，以避免其生长不均，而且按照预想，对光照的能量需求明显会提高食物种植的成本。

　　垂直整合的绿色温室应该不需要那么多人工辅助的光照资源，因为它对空间环境的利用限制了对光照的挑剔。借助一套传送系统，植物在两层玻璃中的狭窄空间移动，该系统可以建造在建筑外立面。这一“双肤界面”温室可以作为办公楼的外观设计或翻新工程的一部分。作为一项额外福利，绿色温室按照预想会减少建筑整体能耗量的30%。

　　另一垂直方法是在建筑顶层种植作物而不是在建筑侧面。一座1.5万平方英尺的商业屋顶农场位于纽约的布鲁克林，由BrightFarms公司建造，Gotham Greens公司运营管理，其生产产生的每日销售量可达500磅。设备依赖自动传感器控制光照、风机、遮蔽罩、热覆盖层和用于收集雨水的灌溉泵。为了降低成本，温室有意建在超市和饭店附近，这些临近商家每天都会接收该温室的采摘品，以减少运输和储存成本。

　　其他城市农场大部分都建在较低的位置，以减少对人工光照的需求，通过建筑设计实现最大光照面积，并应用可再生能源。垂直作物系统（VertiCrop System），《时代》杂志称其为世界顶级发明之一，缘起英国德文郡的动物园为其动物种植莴苣的诉求。它是一座只有一层的温室，因为植物都种植在温室侧面和顶面，只需要很少的能量。一座四米垂直作物塔即将建在加拿大温哥华市中心的车库顶，预估这一建造将会实现每年95吨作物的生产，通常来看，其产量可与16英亩田地相比拟。纽约州扬科斯市的一座漂浮农场样本，其能量需求来自自然光照、太能能板、风涡轮机、生物燃料和蒸汽制冷。其使用昆虫而不用杀虫剂，并通过收集降雨满足水需。

　　未来的农场

　　所有这些系统都使用较少的传统农业技术，而采用了业已出现的水耕法，这一技术并不需要耕作土地。通过水耕法，一株植物的根基仅需要持续培植于混合有核心养料的水中。据称，水耕法对植物的培植只需要原周期的一半时间。

　　这些方法也正在强调食品种植的可持续性。谷物种植应用最少的除草剂、杀虫剂和除霉剂。环境破坏和作物损失会导致土壤腐蚀和水流失。有效的建造设计可最大化自然光照，实现对可再生清洁能源技术的利用，最终减少对高成本的非可再生污染性能源的依赖。大概最有价值之处在于，水耕法农场仅需要一小块基地和消耗于传统农业的水资源。

　　自从水耕农场建在居民居住地附近，交通和储存成本也相应下降。减少资源消耗和操作成本，在更好的领域收获更好的收益，这些优势可以让温室项目收回最初在自动化和再生能源技术上的投资。

　　水耕法的前途和对室内气候的控制使任何植物都可种植在任何地点，摆脱了一年中天气和季节的极端变化。据称，相比传统种植，产出可达15至20倍。这些发明成果将农场带入城市，带入居民定居之所，同时，是否能够大规模实现，提升食品安全依然有很长的路要走。