垂直农业发展现状及展望

李冠翰

（中国海洋大学，山东 青岛 266100）

中国经济产业的不断创新和经济布局的不断变革，都离不开我国第一产业农业的贡献。无论是我国居民生活水平还是国家整体经济水平的不断上升和变化，最根本的原因是农业产业水平和农业劳动力效率的提升。如今，各个国家以及城市之间的人口流动效率不断增加，城市化发展成效逐渐显现，地球上各类资源都成为其发展的牺牲物。城市盲目扩增，土地资源越来越紧张，直接威胁我国的粮食供应。在如此严峻的环境下，粮食能否满足人民群众生活的基本需求，成为国内争议较多的问题。城市热岛效应、城市对生物多样性的危害、城市环境气候日益恶劣和资源能源浪费等问题日益严峻，衍生出垂直农业。垂直农业在城市垂直空间的基础上衍生而来，并将其视作基础，利用垂直绿化技术进行农业生产，资源化处理城市有机废水、废物。该种农业发展模式相比传统发展模式，最突出的特点是可以提升资源使用效率，在满足发展需求上尽可能减少能源的开采和使用，因此具有提升城市环境效率的重要作用，同时可弱化城市废气、污染物造成的影响，提升处理城市垃圾物品的能力和质量，促进城市正常发展。

1 垂直农场的概念与优点

该概念最早在2007年提出，提出者是美国著名教授迪克森·迪斯波米亚。这种模式和高楼发展特点极为相似，也就是说田地的性质也逐渐向着楼层化农场的角度发展，利用各种比较先进的技术手段对真实农场的环境进行二次显现和模拟，以提升农作物的生产效率。即在一座高层中可以支持对农作物的种植和生产，而且利用其适宜的温度和环境提升农作物生产的质量。因此，如果将其应用于城市，将其叫作城市垂直农场［1］。

垂直农场的优点主要包括以下内容。一是提升土地的使用效率。向着最高处进行细分和延伸，将每层楼都给予独立土地的属性和权利，提升耕地面积，有利于城市空间的使用。二是对原有农作物品种进行创新和尝试。所有农作物都在受控制的环境中生长，全年365 d不间断地种植、收割。三是要最大程度使用自然能源，如风力、太阳能等资源。同时，对城市污水进行二次处理，保护整体环境，促进节能减排工作的高效进行。四是在种植农作物的同时在垂直农场中设置一定的休闲区域，以更好地满足客户的多元化需求。五是可以创造更多的就业机会，有效拉动农村劳动力的参与效率，有效避免犯罪行为的发生，为人们提供一个健康安全的工作环境。六是完善农场周边相应设施的配备。将整体的垂直农场理解为一个较为独立的生态循环系统，不仅赋予其特定的农产品生产功能，更要激发其改善环境、解决全球变暖问题的能力。从理论方面而言，这种模式最终产生的效果足以解决当前环境和能源的实际问题，但实际上在具体操作过程中会有很多意想不到的困扰和难题，能否解决这些问题，将决定垂直农场是否只是设计师心中的乌托邦。

2 垂直农业发展现状及前景

2.1 垂直农业现状

随着垂直农业的不断应用和尝试，社会中很多机构和人群对其产生了浓厚的研究兴趣，对其关注的程度越来越高，如大城市设计者、农业专家、建筑师以及生物学家等［2］。但就当前来说，这种模式实际上仅仅处于概念阶段，具体成功的经验和案例比较匮乏。此外，我国很多学者和机构目前对其掌握并不透彻，研究成果少之又少。但是，这种模式目前已经在日本、韩国等地有了成功的应用案例。

2.2 垂直农业争议

2.2.1 垂直农场的造价问题。部分学者认为，这种农业发展模式的专业性要求较高，目前的实际现状难以满足，再加上一座高层的价格成本上亿，所以短期利润与成本支出并不平衡。

2.2.2 能源问题。该模式截至目前并没有实际的应用案例和经验，归根结底在于行业能源资源有限，而这一问题的核心是光。摩天楼的上层或顶层受光相对容易，但是农场内部下层只得用发光二极管取代阳光［3］。美国部分研究所认为，如果利用这种方式可以取代传统小麦种植模式，那么需要的总电量基本是美国所有电站一年生产总电量的8倍（可再生能源所产生的电能大概是美国总电量的2%），所以其自身功能还需要扩大400倍才能满足需求。不难发现，如果在建筑物里种植农作物，需要的生产设备十分庞大，导致成本高昂。

2.2.3 影响就业。有学者认为，这种模式虽然具有一定的创新性，但是这种模式的创新会使很多人失去工作岗位，如包装、运输等劳动力。而戴斯珀米尔教授认为，垂直农业将创造新的就业机会，在农场运作过程中需要大量高水平的专业技术人才，对之前低收入农民、工人是很好的机遇。

2.3 垂直农业发展前景

2.3.1 垂直农业的优势。通过分析可以看出，垂直农业颇受争议，但是本身所具有的优势不容忽略。将农作物的种植和生产环节通过摩天大楼实现，提升了土地利用效率，且农场的种植方式会节约水资源，不受四季干扰。此外，该农业模式通过有机废物的处理为城市卫生提供了保障，缩减了食物运输途中各项成本的支出。垂直农场还可以利用城市中无法使用的废弃房租提升树木的种植量。

2.3.2 垂直农业发展前景。这种农业发展模式已经得到了很多国家的重视和应用。以荷兰为例，当地超市很多农产品的出现都出自于这种农业模式的种植。一家名为“植物实验室”的公司，栽培了如草莓、豆角等作物，可以缩减90%左右的水资源［4］。再如，新加坡2012年新建了以蔬菜为主的产品。所以，这一模式的发展务必要科学化和合理化。这一模式最大的优势在于其将农业建设同经济发展、城市绿化完美结合，也就是说垂直农业系统是城市绿化和环境污染治理重要的组成部分，能够优化城市环境，使得经济发展更加协调可持续，甚至成为一种新的城市文化底蕴。

3 中国城市发展垂直农业面临的问题

3.1 技术问题

当前，垂直农业面临的最大问题在于科学技术的欠缺［5］。近年来，虽然我国在很多领域取得了突破性进展，但是由于我国地理区位因素的限制和人口因素的影响，使得我国农业一直缺乏集约化和科技化发展，也使得我国相关的农业技术仍然较为落后。一些垂直农业需要涉及自动化、能源循环利用技术等，依然需要依赖一些发达国家的协助。

3.2 政策问题

垂直农场的发展必然会涉及城市建设的诸多方面，能否有效规范自身发展，加强同城市化建设的协调性和配合性，是这一新兴概念是否能够得到政府扶持的重要因素［6］。垂直农业的发展真正做到适应城市化发展，为城市化带来显著的环境改善和经济发展，必然会得到政府的扶持和推广。此外，垂直农业发展的一个重要因素在于其建设同周边区位的融合发展，需要明白促进和制约垂直农业发展的一系列关键因素，并在最终的推广中得到优化和发展。

4 结语

我国人口众多，但是农业发展一直与之不匹配，发展新兴农业是我国未来发展的一个重要内容。随着我国人口和城市化的不断发展，粮食需求越来越大，一味依赖进口只会加大我国的粮食危机。在我国绿化建设过程中，越来越多的耕地得到休整，使得提高产量、发展制约性现代垂直农业成为一种可能，也是社会发展的真实需要。由于垂直农业发展模式非常适合当前我国经济发展和环境治理的现状，未来可能会得到更好的发展和推广。