美国科学家首次提出在城市中建设“垂直农场”的构想

城市的扩张占用了越来越多的耕地和森林,生态破坏似乎一直与城市发展相伴而生。为此,许多环保专家一直在探讨绿色城市的课题,希望城市发展能走出生态困境。最近,美国一位科学家提出在城市中建立垂直农场的方法,就是修建一些摩天大楼来种植农作物,希望能缓解城市的资源压力,让城市变得更绿。

面对日趋严重的全球气候变暖问题及城市人口剧增之势,现年67岁的哥伦比亚大学微生物学家迪克森·德斯波米尔(Dickson Despommier)提出了一个大胆的设想:修建一些特殊的摩天大楼,把它们开辟成农场。德斯波米尔认为,如今唯一能保证吸收二氧化碳的森林不被继续破坏的方法就是改变耕作的方式。他还想象了这样一幅图景:将城市中的大楼变成“垂直农场”,每座农场有30层楼高,能为5万人供应一年的饮水和食物,而且不会产生任何废物。按照他的计划,一座1500万人口的超级城市只需修建300座这样的垂直农场,就可以做到自给自足。

德斯波米尔称,他可以在摩天大楼内种植超过100多种农作物,包括水果和蔬菜,如草莓、蓝莓和微型香蕉。垂直农场每层高5米,可以让果树健康成长。如果种植小麦、玉米等农作物,每层楼则分割为两层,可有效利用空间。如果种植韭菜、小葱等比较矮小的蔬菜,每层楼则可以分成10层,可以最大限度地利用空间。大楼的外墙和玻璃窗上都涂有钛氧化物制成的清洁涂层,以防止粉尘污染建筑和玻璃,可让大楼内的植物吸收到充足的阳光。为了使处于建筑中部的植物也能受到阳光的照射,将采用复杂的光管照射系统,用反射的方法把室外的阳光引入到每株农作物上。

垂直农场可对农作物的生长进行电子化监控,根据需要,大楼主控室可以调节垂直农场的环境,使其全年365天不间断地种植和收割农作物。农场工作人员使用电子眼监控水果和蔬菜生长情况,利用一种反射计的技术可以检验农作物是否成熟。垂直农场不仅可以种植水果蔬菜,还能养鱼、家畜和家禽,这些动物产生的粪便不用排入城市下水道,而是直接作为农场的肥料,可以种植出有机农作物。

垂直农场中的作物灌溉系统所需的水全部来源于城市污水。城市下水道排放的污水通过一系列过滤装置处理,包括灭菌处理,经过两道工序处理后的水呈灰色状,为二次水,不能饮用,但可以用于垂直农场的灌溉。在每层楼的天花板内安装有土壤水分蒸汽吸收系统,经管道收集的湿气处理后变成纯净水,装瓶后销售给居民饮用。

垂直农场所需的大部分能量由自身的发电系统来供应。发电系统主要分为生物燃料发电、太阳能发电和风能发电三部分。除去人和禽畜可以食用的部分,农作物中的其他部分(如秸杆)可以作为生物燃料发电的原料。

在大楼顶端的太阳能电池板可随着太阳方向旋转,能有效地吸收太阳能;高楼上风很大,可以安装风力发电机来吸收风能。垂直农场所发的电量往往用不完,多余的电可以并入城市电网,作为工业用电和生活用电。

据悉,建设一个垂直农场可能需要2亿美元,来自耕地供应不足的国家的富翁也许会提供这笔建设资金,如日本、冰岛、阿联酋的可能性最大,德斯波米尔教授目前正在这些国家推荐他的“垂直农场项目”。他相信,只需要用5～10年时间,农业经济学家、建筑师、工程师、农艺学家和城市规划者就可将高科技农业实验和全新的建筑技术完美结合起来,第一个真正的垂直农场可望在15年内建成。