在摩天大樓裡種糧食

 

垂直農場結構圖

　　● 農業正在破壞環境，耕地不足以養活2050年可能達到的95億人口。

　　● 在玻璃大廈裡種植農作物可以大量減少化石燃料的消耗，促進城市污水的循環利用，現在這些污水正在污染水系。

　　● 一座30層樓高，佔地0.02平方千米的大廈可以生產的農產品，相當於戶外9.6平方千米耕地的產量，而產生的負面影響要小得多。

　　● 目前的水培式溫室為世界各國的城市規劃師正在考慮發展的垂直農場奠定了基礎。

　　為滿足68億人的需要，全球種植作物、飼養牲畜所使用的土地面積加起來相當於南美洲的總面積。另外，據人口統計學家預測，到2050年，地球人口將達到 95億。由於我們每個人每天至少需要1,500卡路里的能量，如果繼續採用今天的農作方式，我們的耕地將不得不再增加850萬平方千米——相當於一個巴西 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？他們已經不生產土地了！」

　　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污染使這些水無法飲用。如果這種趨勢繼續下去的話，某些人口密集的地區 將不可能再提供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當然令人擔憂，但更 令人憂心的是，食品價格因此與燃料價格掛鉤，導致許多地方的食品價格在2005到2008年間幾乎翻了一番。

　　一些農學家認為，解決這些問題的方法在於採用更為集約化的工業化農作方式，通過轉基因和使用更高效的農藥來提高作物產量，並減少高度機械化的農作方式。即 使這種方法得以實施，充其量也只能是一個短期補救方法，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。在歐巴馬入主美國白宮後不 久，美國能源部長朱棣文就警告公眾說，到本世紀末氣候變化可能毀滅加利福尼亞州的農業。

　　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(agricultural runoff)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，食源性疾病將導致世界範圍的大量死亡——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、非洲大部分地區及中南美洲地區大都使用人類糞便作為肥料(因為商業肥料過於昂貴)，結果 促進了寄生蟲疾病的傳播，受此折磨的人口多達25億。

　　顯然，我們需要一種根本的解決方法。一個有效應對幾乎所有上述問題的戰略性改變就是：在嚴格的控制條件下，在室內的垂直農場中種植農作物。在大都市許多空 置的高樓或多層樓房天台上的溫室裡種植農作物，可以全年進行食品生產，減少數量可觀的淡水使用和垃圾產生，作物感染疾病的風險也更小，而且不需要化石燃料 驅動的機械把農產品從遙遠的農場運送過來。垂直農場可以說是我們自己養活自己、養活將不斷增加的人口的一場革命。另外，食物的口味也更好，「當地生產」將 成為一種規範。

　　我的這些描述乍一看似乎有點讓人無法理解，但那些詳細審查過這項技術的工程師、城市規劃師和農業學家一致認為，垂直農業不僅可行，而且應當一試。

　　不去傷害

　　「改造」原始森林和大草原，種植我們所需的食物，其實是在毀滅這個地球，給我們人類帶來災難。農業的最低要求應該類似於醫師們所倡導的「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，加上對抗常見動物災害的疫苗和藥品，使糧 食生產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80年代，很多地方的農業生產遠遠超出了土地能夠承受的生產能力，這已經非常明顯。農業化學品已經破壞了營養物質恢復的自然循環(生態系統利用這種循環來自維持)。我們必須改變現有的農業技術，使之具有更強的生態可持續性。

　　正如著名生態學家霍華德·奧德姆(Howard Odum)所言：「大自然知道所有的答案，那麼你的問題是什麼？」我的問題是：我們怎樣才能在地球上生活得很好，同時又可以讓地球生態系統得以自然修復？ 從來自聯合國糧農組織(United Nations Food and Agriculture Organization)的官員，到可持續環境學家、2004年諾貝爾和平獎得主旺加裡·馬塔伊(Wangari Maathai)和許多氣候專家都一致同意：使農田自動恢復為多草或多林的狀態，是減緩氣候變化最簡單、最直接的方法。這些農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，把農田放著不管，就可以醫治我們的地球。

　　這樣的例子不勝枚舉：1953年，朝鮮戰爭結束之後，南北朝鮮之間建立起一條軍事緩衝區(demilitarized zone)，開始時只是一個4千米寬的荒蕪地帶，今天卻已經鬱鬱蔥蔥，充滿活力；曾經分隔東德與西德的光禿禿的走廊，現在也是翠綠無限。上世紀30年代的 美國乾旱塵暴區(American dust bowl)由於過牧和乾旱而成為荒野，今天又重新成為國家重要的糧倉。整個新英格蘭地區從18世紀初後至少被砍伐殆盡過三次，現在卻成了大片健壯硬木和北 方森林的家園。

　　未來前景

　　由於眾多原因，一個人口不斷增長的文明社會需要另一種替代性的農作方式。但城市中封閉的摩天大樓真的就是一個實用的選擇嗎？

　　答案是肯定的，部分原因是在室內種植作物已經司空見慣了。三種主要技術——滴灌、氣培(aeroponics)和水培(hydroponics)，已經在 世界範圍內得到了成功應用。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)〕製成，可以反覆使用多年，植物 之間連接的細小管子將包含植物營養液的水分精準地滴灌到每一棵植物的根莖基部，從而免除了傳統灌溉造成的水資源大量浪費。氣培法1982年由K·T·胡比 克(K. T. Hubick)開發出來，後來由美國航空航天局的專家進行了改進，將植物吊在空氣中，注入蒸汽和營養物質，還省去了對土壤的需求。

　　農學家威廉·F·格裡克(William F. Gericke)1929年發展了現代水培法。將植物種植在不含土壤的水槽中，溶解了各種營養物質的水則在水槽內循環。第二次世界大戰期間，南太平洋地區 用水培法種植了360多萬千克的蔬菜，以供應那裡的盟軍部隊。今天，水培溫室為室內農作提供了基本原理：作物可以週年生長，時常造成絕收的旱澇災害得以避 免，由於有理想的生長和成熟條件，作物產量可以達到最大，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心諸如土壤、降水或溫度梯度等室外環境條件，只要有足夠的水分和能量供應，室內種植可以在任何地方進行。英國、荷蘭、 丹麥、德國、紐西蘭及其他國家都有大型水培種植設備。美國亞利桑那州沙漠中1.3平方千米的Eurofresh農場是一個很有代表性的實例，那裡一年12 個月都種植著大量高品質的番茄、黃瓜和胡椒。

　　不過這些項目大部分都在半農業區實施，那裡可以找到價格合理的土地。長距離的食物運輸會增加成本，消耗化石燃料，排放二氧化碳，對環境造成很大損害。將溫 室栽培引入到城市的高層建築中，便可以解決這些問題。我設想可以建一系列覆蓋整個城市的三十層大樓，這樣就可以用垂直農場實現真正的城市可持續生活：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製造驅動渦輪的蒸汽，為農場供電。利用現有的技術，就可以在室 內種植大量的可食用植物(見第60頁邊欄)，鄰近的水產中心還可以飼養魚、蝦和一些軟體動物。

　　啟動撥款和政府資助的研究中心，將是開啟垂直農場的一個途徑。大學與卡吉爾(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學、工程學和建築學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場。這些建築應該成為「操練場」，讓研究生、科學家和工程師進行必要的反覆試驗，然後再建造功能完備的農場。眾多公寓、醫院和學校的天台也可作為試驗基地，這是更穩妥的做法。許多學校都已經有了研究設備，包括美國加利福尼亞大學戴維斯分校、賓夕法尼亞州立大學、羅格斯大學、密歇根州立大學，以及歐洲和亞洲的一些學校。美國亞利桑那大學由吉恩·賈科梅利(Gene Giacomelli)管理的可控環境農業中心(Controlled Environment Agriculture Center)就是最著名的一個實例。

　　將食物生產和城市生活有機整合到一起，是走向城市生活可持續性的一個重大進步，將發展出一些新型工業，還將出現一些以前無法想像的城市職業——苗圃服務員、種植工和收穫工等等。大自然則會從我們以前的破壞中得以修復，傳統的農民將被鼓勵去種草植樹，並因為碳匯而得到報酬。最終，選擇性砍伐將成為巨大的木材工業的常態。