“垂直农业”，这一概念最早由美国哥伦比亚大学教授迪克逊·德斯帕米尔提出。德斯帕米尔希望在由玻璃和钢筋组成的光线充足的建筑物里能够种植本地食物，比如：在1楼喂养罗非鱼，在12楼种植西红柿……在建筑物内，所有的水都被循环利用；植物不使用堆肥；甲烷被收集起来变成热量；猪圈排泄的废料成为能源的来源等。“垂直农业”，是一种获取食物、处理废弃物的全新概念。 或许可以认为，“垂直农业”是当前非常普遍存在的室内温室的“升级版”，它与室外种植相比有很多优势。与在室外种植农作物相比，在拥有健全环境控制系统的室内种植粮食作物具有很多优势：在食物消费地种植食物，节省了从外地运输所需的燃料；在室内种植可以对地点、气温、湿度、土壤成分等作物生长所需基本要素进行自由选择；不必担心遭遇恶劣的气候环境，如干旱、洪水、疫情等带来的无法预测的损失等。“垂直农业”与室外农业相比，具有基本上不需要土壤并且所需的水量少等明显优势。 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 [1] 。在这座农场里，每1亩暖房能产出相当于30亩地的草莓。 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。要知道，在发展中国家，虫害可是个很严重的问题，破坏性惊人。垂直农业生产的食物都是有机的、健康的，在生长过程中不使用肥料。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。这个理念广为流行，很多书籍和报刊都作过介绍。 垂直农业最诱人的前景在于：传统农业使用的耕地很可能需要退耕还林，而垂直农业则不存在这样的问题。退耕还林是为了对抗全球变暖，通过这一过程，遭到砍伐的林区可以回归到原始状态，再次长满植物，供各种动物栖居，同时减少大气中的二氧化碳，并为娱乐业和旅游业提供美丽的景致。 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。比方说，水槽里可以养鱼和其他水产品。同时利用现代科技最大限度地减少浪费和能源使用，促进回收利用。为此，这些农场将装上玻璃墙、大型太阳能电池板、高科技灌溉系统和用于焚烧垃圾生产能源的焚烧炉。农场还将配备各种监测系统，确保能源和水都在正确的地方发挥作用，温度也得到适当控制。 在灌溉过程中必须对水进行仔细分配，多余的水将被收集并回收。通过蒸发，露水也可以被收集。废水和污水可以用藻类和植物净化，变成饮用水；也可以在直接过滤变成可用于灌溉的无菌水。这种灌溉用水每时每刻都在从各个城市流入河流，每天的排放量高达数百万立方米。 在垂直农场里，甲烷气体也将被收集，不会散发到大气中。所有多余的能量都将返销给当地的能源网。 德波米耶博士认为，150个30层的农场就可以满足整个纽约市的需求。经过精心设计，这些垂直农场将被安置在城市周围，或者集中建在附近地区。比如说，纽约的农场就可以建在总督岛（Governor's Island）。它们看起来不会唐突碍眼，甚至可能成为美景。 想要让垂直农场的设计成为现实，必须联合各个学科的专家，包括农学、农业经济学、民间规划、建筑、工程、经济学和公众健康学。德波米耶博士和其他研究人员已经发表研究报告，为垂直农场的发展和实施设定了计划。 事实上，垂直农场所需要的技术都已经存在，不过要彻底搞清怎样让这些技术协同工作可能需要10年的时间。即便如此，我们已经掌握了水耕法（不使用土壤），并且在极端恶劣的环境中，甚至是宇宙飞船里成功种植了植物。甲烷收集和废水收集正成为保护自然资源必不可少的手段。
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