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众所周知,全球人口数量一直都在稳步的向上发展。据联合国粮食及农业组织预测,2030年世界总人口有望达到85亿,2050年将会达到91亿。
经测算,想要养活这么多人口,全球粮食产量必须提高70%。
与此同时,随着城市化进程的不断加快,城市人口也越来越多——2050年全球城市人口将会再增加25亿,世界三分之二的人将生活在城市中。这种情况下,耕地面积势必遭到挤压,城市内部和周边的农业用地也被不断崛起的第二、三产业一步步蚕食。
一边是人口爆炸性增长,另一边是耕地急剧减少,如何解决如此庞大人口的吃饭问题成为人类极大的考验。
为此,科学家们研发了一种新的食物生产模式。让我们来看看是什么神奇的科技:
想象这样一个场景:在市中心的摩天大楼里,每一个布满LED灯的房间都种着西红柿、黄瓜、西瓜等等。
听起来是不是很像科幻电影?其实,这就是垂直农场,它为解决未来97亿人的吃饭问题提供了无限想象。
在垂直农场里,
植物不是种在土里,
而是在一个个垂直堆叠的植物槽里。
工作人员先将种子撒在特殊的编织物上,
这里用的种子与室外种植无异,
而特殊编织物是用可循环的塑料制品制成,
绿色环保。
种子放好后,
附着种子的编织物被放进植物槽。
最开始植物的根部是被浸在水里的,
通过水来实现氧化。
后来,科学家们意识到,
如果将营养液雾化进根部,
将会有更好的氧化作用。
于是,就有了“气培法”这一种植方式——
在容器的底部放一些培养液,
植物的根系大部分处于悬空状态,
培养液蒸发后形成气雾,
然后再附着在植物的根系上。
相比传统种植方式,
在同等面积的情况下,
“气培法”能减少95%的水分消耗,
同时高出75%的产量。
垂直农场比传统农场的用水量可以节约近95%
除了水分和营养,
作物生长的另一个重要需求就是阳光。
垂直农场用LED灯照替代阳光,
能通过控制灯的颜色、强度来适应培养液的成分。
此外,容器内还有负责排气和供氧的小风扇,
以及密布的、可监测作物生长的传感器,
遇到长得不好的会直接摧毁,
免得浪费资源。
时间久了,
科学家们还研究出了一套算法。
利用算法可以改变蔬菜中营养成分的配比,
从而改变蔬菜、粮食的口味,
比如让西瓜更甜一点、
让辣椒更辣一点。
更为重要的是,
这些复杂的操作都能通过电脑或手机APP远程控制。
别人以为你在玩手机,
其实是在搞逆天的科学种植!
24小时提供光源,
不需要农药和化肥,
再加上众多科学家和精密仪器的悉心守候,
部分作物的生长期甚至缩短到12—16天,
这样的垂直农场,
首先带来的必然是翻了几番的收成。
美国科学家迪克森·戴斯波米尔的测算显示,
一座占地不足600平方米、
30层高的垂直农场
可为5万人提供大约一年的食物和饮用水。
如果建造大约170座这样的垂直农场,
就能为整个纽约市提供一年的粮食、蔬菜和饮用水。
美国科学家迪克森·德波尔教授的垂直农场设计图
在实践中,
垂直农场的产量也同样惊人,
以现在比较成熟的美国Aero Farms公司为例,
他们一年能收成20次莴苣,
而在美国农业区,
即使在丰收年,一年也只能收3次左右,
这相当于将收成次数至少提高到原来的6倍!
除了显著提高的收成之外,
垂直农场还有着其他诸多优点,我们一一来看:
一是充分利用土地,
堆叠式的种植将农田延伸到空中,
大大节省了耕地。
二是不再惧怕干旱、洪水、虫害等的影响,
彻底摆脱了“靠天吃饭”。
这个意义是重大的,
相关资料显示,单是我国,
每年因自然灾害而造成的经济损失
就高达上万亿元。
三是环保效能明显,
在垂直农场里,
可以利用雨水收集系统、
中水系统等先进的绿色环保技术,
把农作物生产过程中产生的有机废物
转化成可以利用的清洁能源。
垂直农场能源流动图
一座座高楼大厦
变成了种植园和花坛,
“钢筋混凝土”成为绿色森林,
这对调节城市气候也很有帮助,
城市的夏天将会变得更凉快。
四是丰富了城市文化,
一幢楼里面既可以办公,
又可以进行农作物生产,甚至还能养畜,
工作之余我们可以去看看菜、赏赏花,
周末可以带孩子见识下蔬菜、粮食的生长,
简直不要太“田园范儿”!
垂直农场设计效果图
最后,垂直农场提供了大量就业机会,
它其实是个自给自足的生态系统,
不仅包含农业,
还包含了建筑业、机械制造业等,
不仅需要专业的农业技术专家,
也需要建筑师、工程师、城市规划师等,
这是一系列智慧的集结。
这样的“农场”,实在太亮眼!
来看看更详细的视频介绍:
目前,垂直农场所需的技术大多数都已具备,许多设计师和建筑师都提出各种垂直农场方案。
1.美国"推进达拉斯"方案
2.荷兰鹿特丹“城市仙人掌”
3.法国巴黎“垂直农场”
4.中国“城市森林塔”
我们可以想象一下在北京、上海的闹市中,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,更能清洁能源和净化废水。
民以食为天。粮食是人类生存的第一需求,是人类永远无法离弃的战略产业,不仅事关人类生存繁衍、社会稳定和经济的发展,而且还事关未来生物能源的战略先机。
未来,垂直农场的全面开放应用,将为解决人口吃饭问题提供有效的帮助,造福人类!