2022年空中的果实.doc

空中的果实我们对垂直农场所倾注的精力和关注，并不亚于其他科学家所致力于登月的计划。毕竟我们所要解决的问题是很现实的，这将使全球人类不必再担心下一顿饭从何而来。 迪克森·德斯坡米尔提到农场，人们最先想到的是大片大片的土地，未来的农场或许会颠覆人们原来的印象。想象一下在纽约的闹市，竖立着一座座30层高的大厦，它们不仅是水果、蔬菜和谷物的生产基地，更能产生出清洁能源和净化废水。在这里，可以利用无土栽培法种植各种植物，将植物悬置在水中或者其他营养液中；使用阳光等可再生能源来生产热量和发电，以便昼夜不停地使植物的生长条件达到最优化。这些摩天大温室，类似巴比伦空中花园似的种植园，可以全年365天不间断地种植、收割，而不需要忍受大自然变幻无常的气候的困扰。其产量是普通农场的300多倍，不但能够解决人们的吃饭问题，还可以为都市提供源源不断的氧气和清洁水源。向天空要耕地，还土地于自然，精心修复地球家园生态圈，这该是多么美丽的神话。这个大胆的构想最初是由美国哥伦比亚大学环境科学和微生物学教授迪克森·德斯坡米尔提出的，他称其为“垂直农场（vertical farming）”。垂直农场也叫立体种植农场，被美国著名的连线杂志评为改造地球最疯狂的生态实验之一。垂直农场的构造模式完全颠覆了人类几千年来的耕种方式，粮食作物第一次离开其赖以生长的土地，在高楼中成长、收割。随着全球气候的恶化，自然灾害的威胁越来越大。“立体种植”这个颠覆传统的想法越来越受到人们的关注和重视。支持者认为它代表了人类农业的未来发展方向。不能承受的农业之重在了解垂直农场之前，我们先来看下面几个数据：1.全世界每年将84亿吨二氧化碳排放至大气。2.全球人口在未来40年可超过90亿。3.目前，有60的人口居住在城市中；到2050年，全球80的人口将居住在城市里，其中大多数在发展中国家。4.现在地球陆地表面上近37的土地用于农业生产。5.全球每年有近1300万公顷的森林被砍伐，相当于希腊或尼加拉瓜的国土面积。6.目前全球的可耕作土地面积相当于整个南美洲的大小，供养着全世界60多亿人口，其中至少有上亿人挣扎在饥饿线上。7.到2050年，随着人口的增加，我们需要在现有耕作面积上增加一个相当于巴西国土面积大小的耕地，来养活新增人口。为了自身的生存和繁衍，人类一直在进行着前所未有的征服：从19世纪初以来，每一次当马尔萨斯主义者预言的人口增长带来的“世界末日”逼近，都是科学技术的突破拯救了我们。各种类型的耕作机器、不断改进的肥料和杀虫剂、植物人工繁育获得的更高产量和抗病性，加上对抗常见动物病害的疫苗和药品，使农业生产的增长超过了不断增加的全球人口的基本生存需求。由此也带来了很多负面影响。到20世纪80年代，很多地方的农业生产远远超出了土地的承载能力，农业化学品已经破坏了营养物质恢复的自然循环（生态系统利用这种循环来进行自我维持）。农业灌溉消耗了世界上可利用淡水资源的70，由肥料、杀虫剂、除草剂及淤泥导致的污染使不少淡水无法被人类饮用。如果这种趋势持续下去的话，某些人口密集的地区将不再有足够多的安全饮用水。农业生产还消耗大量化石燃料仅美国就消耗了全球约20的汽油和柴油。由此产生的温室气体排放令人担忧。更令人忧心的是，食品价格因此与燃料价格挂钩，导致全球许多地方的食品价格不断上涨。一些农学家认为，解决这些问题的方法在于采用更为集约化的工业化耕作方式，通过转基因技术和使用更高效的化肥、农药来提高作物产量。即使这些办法得以实施，充其量也只能作为短期补救方法，因为气候条件的快速变化改变了农业景观，甚至阻碍了最有效对策的应用。事实上，从古至今，人类的农业生产一直都有一个致命的弱点，那就是靠天吃饭。在自然灾害面前，人类的粮食供应来源依然非常脆弱，稍许的粮食减产就能令全球粮价波动不已，历史上亦不乏因自然灾害造成饥荒死人的事例。目前，世界上许多可耕地几乎已经满负荷运作，才勉强养活现在的60多亿人口。根据联合国发表的人口报告估计，到2050年全球人口将超过90亿，这样算来，未来40年多出来的近30亿人口，他们的下一顿饭从何而来将是个大问题。如果我们继续通过大量毁林来开垦新的农田，全球气候变暖将以灾难性的速度加快。而且更多的农业径流将造成大量水文“盲区”，足以使大部分河口、甚至部分海洋变成不毛之地。此外，植物间疾病的传播也是一个严重问题。这些病毒往往能使农作物大面积遭受感染而导致粮食减产和歉收。为了保存“干净”的种子，人们甚至采取建立类似“末日种子库”这样的极端方式。显然，我们需要一种根本的解决方法。一个有效应对几乎所有上述问题的战略性改变。城市农业狂想曲为应对激增的城市人口需求，越来越多的国家开始研究城市农业技术。然而，城市的绿化空间本来就极为有限，不可能再有多余的水平空间用于农业种植。于是，人们提出了垂直农场的设想：把摩天大楼变成生产中心，构建一个自给自足的良性循环生态系统。垂直农场是在已有的温室耕作技术的基础上设计和发展起来的一种新型的农业种植模式，主要应用技术包括滴灌、气培和水培法在内，主要能量来源是太阳能和风能，太阳能由位于垂直农场顶层和侧面的太阳能面板所吸收而来，风能来自于楼顶所安装的风力螺旋叶。在垂直农场中，谷物，如小麦、玉米等作物被种植在由惰性材料（例如蛭石）制成的水槽中，它们之间皆用细小的管子相互连接，作物所需的营养物质就是通过这些细小的管子进行运输并准确而快捷地滴灌到每株植物的根茎上。这样做的好处是，既保证了作物生长所需的营养物质，还避免了传统耕作中大面积灌溉、施肥等对水资源和肥料的浪费，经济高效而且非常环保。气培法是由K·T·胡比克于1982年首次提出的，后来由美国航空航天局（简称NASA) 的专家进行了改进。主要是将植物的根部悬垂倒吊在空中，使其处于充满水汽和营养的环境之中，这种栽培方式特别适用于土豆、胡萝卜的种植。现代水培法是由农学家威廉·F·格里克实验发明的，是把植物种植在不含土壤的水槽中，将富含植物生长所需的营养物质溶解在水体中供植物生长使用。这种栽培方式对一些蔬菜生产特别管用，例如西红柿、菠菜和浆果等。那么，在整幢高楼里该如何种植农作物呢？迪克森·德斯坡米尔教授曾经设计出了一个30层楼高的垂直农场模型。根据这个模型，在整个农场的地下，装有一个大型焚化装置，用来将农场产生的废弃物进行焚化从而减少对城市环境的污染并产生出能源，作为垂直农场甚至整座城市的电力来源。另外，环绕着焚化装置有很多钢管，用来输入净化后的城市废水，以缓解水资源的短缺。高楼的一、二层分别是食品店和餐厅，为市民、游客及农场工作人员提供方便快捷的服务。层为滴灌种植层，24层是水培种植层，2530层为气培种植层，根据不同作物的种植特点进行科学的分层种植。垂直农场的大多数种植层都是由一个大型的自动化运输带作为主要基础建筑，将禾苗从一端运送到另一端，并进行分层种植。到了收获季节，成熟的作物通过传送带被运送到后端的收割机前。在作物的不同生长阶段，人们通过精准的计算将环境里的水分和光照调整到最适合作物生长的状态。此资料由网络收集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享，我们负责传递知识。