主题：垂直农业（VERTICAL FARMS） -- PBS
家园 垂直农业（VERTICAL FARMS） 2009年11月号的《科学美国人》是一期不可好得的一期，在这期上面有三篇文章：1. 大规模可再生能源的利用以取代化石燃料，2.未来的汽车 和 3。垂直农业。
我个人认为，这三篇文章所提出的解决方案对人类在2050年面临的挑战提出了有力的问答。当然在这些方案中，龙头是第一篇文章：2030年告别化石燃料。
据估计，到2050年的时候，世界人口的80%都将居住在城市里。而人口总数将增至95亿，其中大多数在发展中国家。很多专家认为，如果不采取严格限制措施，人类可能会面临严重的粮食和耕地短缺，并由此引发很多可怕的后果，比如饥荒和生态灾难。
目前全世界的农业耕地面积相当于整个南美洲的面积。从当今68亿人口增加至2050年95亿人口（也要感谢某些河友们的不懈的努力和可能的能力），按照目前农业生产水平，全世界还要增加巴西国土那么大的农田方能解决吃饭问题。但世界上已经没有这么大块土地可使用了，茅先生还在大声叫嚷要突破红线无所惧。
正如美国作家马克 吐温所说：想买土地？他们已经不生产土地了！
外链图片需谨慎，可能会被源头改面对如此人口压力，新的方案出现了，那就是：垂直农业。
垂直农业是由迪克森德波米耶（Dickson Despommier）博士提出（他的学生们对此也有贡献），他是美国哥伦比亚大学的公共卫生和微生物教授。
说白了垂直农业就是多层高层大规模人工气候室：垂直农业的着眼点在于解决空间问题。由德波米耶博士带领的“垂直农场项目（Vertical Farm Project）”称，室内一亩的耕作产量等同于室外四到六亩的耕作产量。他们举例说，弗罗里达州有个农场被改造成了室内水耕农场，用于大批量生产草莓。在这座农场里，每1亩暖房能产出相当于30亩地的草莓。
外链图片需谨慎，可能会被源头改垂直农业的工作面可以由光照系统（波长和强度可调以适用于不同的作物）无土栽培系统，灌溉系统，空调系统和整体控制系统组成，这些系统还可以在每层楼面里叠合以增加产出。
大多数垂直农场的设计与时髦的现代摩天楼没什么两样，高度大概在30到40层之间。每层都可能栽种、养殖各种作物和牲畜。
外链图片需谨慎，可能会被源头改按照计算，同样面积的垂直农业耕作的产能是传统农业的16倍，（一年收成4次，密植2倍，每个耕作面是2层的架子，4X2X2=16)，也就是说如果是30层楼的垂直农业，一亩垂直农业所占的土地面积抵得上16X30=480亩传统农业耕地。（这里还不算因为室内种植带来的增产效果，比如增加二氧化碳浓度至1000ppm可以带来作物最佳生长）。
当地面农业转型成垂直农业后，人类再也不必担心耕地会耗尽。而且因为是在室内进行农业生产，人们全年都可以种植作物，不用担心坏天气、干旱或自然灾害的影响。如果将建筑物密封起来并仔细监控，就不需要使用杀虫剂来消灭害虫和寄生虫。
从事垂直农业的农民更不用担心在耕地、水源和其他资源的分配上跟别人发生冲突，不用操心与转基因食品进行竞争，更不用考虑作物受到有害植物和野生动物的影响。
这些垂直农场将被修建在市区，而地球上大多数人口都居住在市区。因此，农业变得更像是个封闭系统。也就是说，粮食的种植、运输、食用和废物处理都在同一块区域内完成。对于像北京、上海这样的大型城市来说，几乎所有食物都要通过空运或者陆路运输而来。食物从生产地经过陆地运输、海运和空运送到消费市场的过程中，会产生很多污染，垂直农业将在很大程度上消除这个问题。
垂直农场一般位于它所服务的社区之内。因此，人们可以根据当地需求来更改种植的作物种类。垂直农业的精髓在于：从当地农民手中购买食品，以此支持当地农业发展，减少个人对生态的影响。
别致的垂直农业大楼可以成为城市的景观地标建筑，成为城市文化的一部分。
从事垂直农业的农民终于可以在室内工作了，按正常作息时间上班。农业生产再也不受地域气候影响，北国也可以生产热带农产品了。
德波米耶博士是个微生物学家，看来不是植物生理学家和农艺学家，他疏忽了几个问题：
1.人工气候室耗能是极大的,人造光源的耗电是个大数字，还有温度的维持（不管是加热还是制冷）也得靠能源；因此告别化石燃料还得上。
2。异花植物授粉问题（昆虫授粉可以提高产量40%以上呢），所以室内养蜂学有待发展。
那么如果人类实现了计划生育，降低了人口，是否还有必要采用垂直农业吗？我猜想还要实施垂直农业，毕竟这个是农业工业化的最终局面，农民再也不用头朝土地背朝天地工作了。
由于大量传统农业用地被解放，土地不再成为稀缺资源，“地王”也许成为笑话。
没有英文原文链接，给个中文综述链接：未来可在摩天大楼里种粮食
后话: 最近看新闻，中国农业第一村华西村在造高楼，华西村将建74层高楼！要造好多高楼，怎么就不来个垂直农业试点？
可再生可持续的发展就是首先指生产型而后是消费型，华西村再造居民高楼也无法解决日益增多的中国农民们的人口数量和追求更高生活品质的需要，也无法成为中国农民的出路的典型。
小岗村和华西村是中国两个农业生产典型（个体化和集体化）的极端，前者已经破产，后者不是普世的（你再找一个华西村给我看看？）。表明在传统农业上衍生出来的各种社会过渡机制结构已经无法适应中国（乃至全球）人口众多的现状，中国农业走农业工业化之路已经是迫不及待了。
所谓的农业集约化的最高境界就是垂直农业。我以前还写过一个免耕农业，看来还是没有突破传统思想，现在要更上一层楼。
散漫的小农生产最终变成高度组织化的大工业生产也必然带来相应的社会制度变迁，三大差别中的工农差别城乡差别将会消失。至于精英之间的差别，谁还在乎文人相轻？
垂直农业的一切取决于几乎无限制供应的电力---我们有方案有财力（对TG而言）可以得到这些电力，关键是我们有雄心有魄力吗？
通宝推：铁手,
本帖一共被 2 帖 引用 (帖内工具实现)家园 “人有多大胆，地有多大产”最新版本 》垂直农业的一切取决于几乎无限制供应的电力---我们有方案有财力（对TG而言）可以得到这些电力
谁真有这个本事，不要说中国，很多人会很愿意推举你为世界领袖。
家园 人类在自己的屋顶就可以得到其所需电力 那时就是人人是领袖的时代了。
家园 非常喜欢《科学美国人》杂志 家园 国内叫环球科学，感觉有点深。
家园 去过一“蘑菇工厂”，同此作法。 去过一“蘑菇工厂”，同此作法。
不需太强光，只保持温，湿度。
家园 挑个错 华西村可不是农业生产为主阿，早就搞现代工业了。不然哪有钱搞高楼么
家园 大型化的大麻箱啊 这期我也看了
看图片，还是用土壤的
这就是个麻烦啊。有些东西不能连种的，如果要换土壤，难道还都运出去？这些土从那里来？从农田里面挖？
还不如彻底点都用水培，处理容易些
家园 这个设想未必要靠电力供应作为基础 大型的镜阵可以提供全楼的光照(中学物理课本里提到过汇丰的镜阵系统是个例子)
但是单位面积的光照强度会下降，所以需要提高光能利用率和光合作用效率
前者靠设计应该能提高一部分，后者就看生物工程了
就目前的技术，成本太高了
PS：未来的主食未必会拘泥于传统农作物，或许新型农作物的出现会改变粮食结构。比如假设出现使用某高产型海藻提取淀粉的合成面粉之类的
家园 【原创】在试验阶段需要大量电力供应， 推广阶段必然是成熟的低成本的可持续的农业。
家园 我也相信未来藻类可能更适合作为基本粮食 更高产，更容易集中生产。营养更均衡。
当然不是像科幻小说里的，全民只有海藻粉可吃。还可以继续有肉类，蔬菜水果。只是海藻粉将代替大部分主粮。
这不是不可想象的事情。从美洲引种的根茎类土豆蕃薯，因为耐旱产量高，很快替代了传统的籽粒类的高粱小米。
并不是说要替代小麦和水稻。而是能种植高产小麦水稻的地方当然继续种植。继续用工厂化生产的海藻粉补充主粮不足的部分。未来是小麦水稻海藻粉共同做主粮。
目前工厂化生产海藻还是贵的。而且没有那么多淡化。如果有那么多淡水就优先生产更贵的蔬菜了。
不久的将来，如果核聚变能源充足，因而可以造淡水，可以进行工厂化生产海藻粉。考虑到那时候也许可耕种土地会成瓶颈。
家园 理论上，藻类是更容易工业化生产的 1、生产周期短，如赤潮的小红藻，一两周内可以繁殖数代，则各方面的利用率，比一年最多三熟的粮食作物，高5－6倍；
2、用水培养，不用土，没有倒伏的问题，容易控制，容易复用；
3、DNA简单，用基因工程很容易改造；
因此，未来要大规模解决粮食问题的化，藻类是最好的方向。
真菌类，不需要光和土壤，可以拿来做蔬菜吃。