文/朱煥煥 本刊編輯

隨著人口增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加快，城市用地日益緊張，再加上普遍存在的土地資源污染嚴(yán)重等問(wèn)題，人們需要尋找新的“出口”，需要更加安全便捷的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，需要在有限的空間內(nèi)生產(chǎn)更多的食物，來(lái)解決龐大人口的食物來(lái)源問(wèn)題，同時(shí)使目前過(guò)度使用的土地資源得以休養(yǎng)生息。隨著環(huán)境自動(dòng)控制等裝備的研制[1]，農(nóng)產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)周年供應(yīng)[2]。與此同時(shí)，將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)運(yùn)用到城市建筑中形成超級(jí)集約化方案，垂直農(nóng)場(chǎng)便應(yīng)運(yùn)而生[3]。

近些年來(lái)，“垂直農(nóng)場(chǎng)”成為網(wǎng)絡(luò)上的熱詞。新生的事物常常本身就是一個(gè)矛盾的共同體，自然會(huì)有不同的聲音，對(duì)于垂直農(nóng)場(chǎng)也不例外。正方認(rèn)為：垂直農(nóng)場(chǎng)是未來(lái)城市美化視覺(jué)景觀、改善生態(tài)環(huán)境和保障食品供給的重要發(fā)展；反方認(rèn)為：垂直農(nóng)場(chǎng)是一個(gè)建造技術(shù)不成熟、維護(hù)成本高和綜合效益低下的“怪胎”。曾經(jīng)多個(gè)垂直農(nóng)場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行的案例為其發(fā)展帶來(lái)了希望的曙光，而谷歌因?qū)嶒?yàn)失敗放棄垂直農(nóng)場(chǎng)項(xiàng)目又給垂直農(nóng)場(chǎng)的前景帶來(lái)了諸多變數(shù)。垂直農(nóng)場(chǎng)作為一種新型的、利用垂直空間種植的發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綜合體，它在擁有空間利用、供給生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也面臨著諸多挑戰(zhàn)，如成本高昂、作物單一、能源消耗大、認(rèn)知度低等。垂直農(nóng)場(chǎng)在環(huán)境破壞和城市問(wèn)題日益突出的當(dāng)下或許正是未來(lái)研究的方向。那么，垂直農(nóng)場(chǎng)究竟是“商業(yè)噱頭”還是“真理”？究竟是“海市蜃樓”還是“城市綠洲”？

下面將從垂直農(nóng)場(chǎng)的概念、世界垂直農(nóng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)、所需裝備及技術(shù)、垂直農(nóng)場(chǎng)的爭(zhēng)議及我國(guó)關(guān)于垂直農(nóng)場(chǎng)的探索等方面進(jìn)行介紹，以期給垂直農(nóng)場(chǎng)的研究者及興趣愛(ài)好者提供參考。

何為垂直農(nóng)場(chǎng)？

垂直農(nóng)場(chǎng)的淵源為垂直農(nóng)業(yè)（Vertical Farming），其實(shí)，垂直農(nóng)業(yè)已經(jīng)不是全新的概念，它的耕作方法由來(lái)已久，南美土著人的垂直分層種植技術(shù)和東亞地區(qū)的水稻梯田就是最好的實(shí)例。垂直農(nóng)場(chǎng)的雛形可以追溯到“空中花園”；“空中花園”作為世界八大奇跡之一，是人類(lèi)最早利用垂直空間種植植物的典范。

垂直農(nóng)場(chǎng)也叫立體種植農(nóng)場(chǎng)，是把田地向多層建筑的樓層化農(nóng)場(chǎng)發(fā)展，在人工修筑的多層建筑物里，充分利用可循環(huán)的能源和溫室技術(shù)，模擬農(nóng)作物的農(nóng)田生長(zhǎng)環(huán)境，進(jìn)行各種高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

現(xiàn)代意義上“垂直農(nóng)場(chǎng)”的叫法是于1915年由美國(guó)地質(zhì)學(xué)家吉爾伯特·艾利斯·貝利提出，但真正引起大家注意的是1999年美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的Dickson Despommier教授的一個(gè)課程項(xiàng)目[4]。課程要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)利用5.2 hm2的樓頂花園養(yǎng)活5萬(wàn)人的農(nóng)場(chǎng)方案，最終以Despommier提出的垂直地在每一層種植作物的建議，完成了這個(gè)被稱(chēng)為“縱向農(nóng)場(chǎng)”的項(xiàng)目方案。他的設(shè)想是在城市里30層高度的建筑物中生產(chǎn)食物（包括養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)和家禽）來(lái)供給附近居民。這座構(gòu)想中30層樓高的“垂直農(nóng)場(chǎng)”，動(dòng)力能源來(lái)自太陽(yáng)能、風(fēng)能及不可食用的植物廢料，并用污水來(lái)灌溉，每年可為5萬(wàn)人提供足夠的食物和水[5]。垂直農(nóng)場(chǎng)通過(guò)在封閉的灌溉系統(tǒng)中循環(huán)用水來(lái)減少用水量，同時(shí)避免了徑流造成的土肥流失；更重要的是，在吸收城市產(chǎn)生的二氧化碳的同時(shí)，還能減少交通運(yùn)輸所產(chǎn)生的二氧化碳；因此，都市垂直農(nóng)場(chǎng)不只是簡(jiǎn)單的食物生產(chǎn)方式，還是一個(gè)與城市垃圾、回收水系統(tǒng)、能源系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的幫助城市實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效方式[6]。垂直農(nóng)場(chǎng)的出現(xiàn)顛覆了人類(lèi)幾千年來(lái)的耕種方式，為解決人口激增與土地資源日趨短缺的矛盾及應(yīng)對(duì)全球糧食危機(jī)提供了一條全新的思路。垂直農(nóng)場(chǎng)的概念自提出后，設(shè)計(jì)方案眾多，但大多停留在論證和試驗(yàn)階段。

在垂直農(nóng)場(chǎng)的定義上，學(xué)者們有不同的見(jiàn)解。據(jù)中環(huán)易達(dá)公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，垂直農(nóng)場(chǎng)的嚴(yán)格定義：在狹義上，垂直農(nóng)場(chǎng)是以生產(chǎn)為主，首先就必須滿(mǎn)足生產(chǎn)所需，附加改善生態(tài)環(huán)境、旅游觀光等；廣義上，垂直農(nóng)場(chǎng)就是空間的利用由平面轉(zhuǎn)向立體，是“向空間要產(chǎn)量”，是包含科技含量的，而不是簡(jiǎn)單的“陽(yáng)臺(tái)農(nóng)業(yè)”。現(xiàn)在，很多商業(yè)噱頭都會(huì)將話題靠近居住問(wèn)題，所以有了“垂直農(nóng)場(chǎng)+”，學(xué)者們將其視為“垂直農(nóng)業(yè)綜合體”而非嚴(yán)格意義上的“垂直農(nóng)場(chǎng)”?？傊怪鞭r(nóng)場(chǎng)的概念會(huì)隨著科技的進(jìn)步而不斷地被豐富。

世界垂直農(nóng)場(chǎng)設(shè)計(jì)案例

隨著人口的激增，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始研究都市農(nóng)業(yè)技術(shù)。由于極為有限的城市空間，很難再有多余的水平空間用于農(nóng)業(yè)種植，于是人們就“腦洞大開(kāi)”，設(shè)計(jì)出很多奇妙的垂直農(nóng)場(chǎng)方案，但基本都處于設(shè)計(jì)想象階段，距離實(shí)踐還有很長(zhǎng)的路。

世界對(duì)于垂直農(nóng)場(chǎng)的設(shè)想從沒(méi)有停止過(guò)。（1）美國(guó)：2009年5月，美國(guó)達(dá)拉斯舉辦了一場(chǎng)名為“達(dá)拉斯遠(yuǎn)景”的國(guó)際設(shè)計(jì)大賽。大賽的目的是找到一種可持續(xù)的城市建筑模式。來(lái)自葡萄牙里斯本的阿特利爾·達(dá)塔（Atelier Data）和莫夫（Moov）所設(shè)計(jì)的“推進(jìn)達(dá)拉斯”方案成為獲獎(jiǎng)作品之一。在“推進(jìn)達(dá)拉斯”方案中，整棟建筑就好似一座覆蓋植被的小山，內(nèi)部包括住宅公寓、咖啡館、體育館、日常護(hù)理場(chǎng)所以及其他公共空間。這座“小山”似的建筑其實(shí)就是一個(gè)集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源自給、生活居住等多種功能為一體的綜合城市社區(qū)（圖1）。達(dá)拉斯市政官員對(duì)這個(gè)方案倍感興趣，并最終采納了它。美國(guó)的其他設(shè)計(jì)方案包括金字塔農(nóng)場(chǎng)，這是一個(gè)完全自給自足的城市社區(qū)，本身產(chǎn)生的能量可以滿(mǎn)足內(nèi)部所有機(jī)械和照明系統(tǒng)所需；美國(guó)的“生態(tài)豆莢”是一個(gè)利用城市爛尾樓的方案，是將城市資源整合利用的新設(shè)想；另外，“峽谷生態(tài)合作社”也是“達(dá)拉斯遠(yuǎn)景”國(guó)際設(shè)計(jì)大賽入圍作品之一，可容納1 000位居民，并擁有可持續(xù)能力，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、電力供應(yīng)和水資源利用都完全可以?xún)?nèi)部解決；美國(guó)奧斯丁市“綠色工程”的方案設(shè)計(jì)有望將一個(gè)廢棄的水凈化工廠改造成一個(gè)充滿(mǎn)活力的綠色社區(qū)。（2）法國(guó)：巴黎的“垂直農(nóng)場(chǎng)”的方案設(shè)計(jì)具備了生態(tài)友好型的設(shè)計(jì)理念，被建造的像公園一樣，同時(shí)滿(mǎn)足新鮮食品的供應(yīng)；而“多層城市農(nóng)場(chǎng)”（圖2）是真正地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方案。（3）加拿大：在由加拿大溫哥華市所發(fā)起的一項(xiàng)設(shè)計(jì)大賽中，加拿大羅姆斯建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的“綠色收獲城市垂直農(nóng)場(chǎng)”（圖3）一舉奪冠。在設(shè)計(jì)作品中，設(shè)計(jì)目的是這棟建筑可以用來(lái)種植水果、蔬菜、草藥，也可以用來(lái)養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)雞、產(chǎn)蛋、產(chǎn)奶等。整棟建筑利用太陽(yáng)能、地?zé)崮芎惋L(fēng)能作為主要能源，同時(shí)還可以通過(guò)混合材料產(chǎn)生沼氣；此外，在這個(gè)農(nóng)場(chǎng)里還有大型的農(nóng)業(yè)超市、農(nóng)業(yè)研究和教育中心以及居民居住區(qū)和休閑區(qū)等。加拿大滑鐵盧大學(xué)的高登·格拉夫設(shè)計(jì)了一種“空中農(nóng)場(chǎng)”，或許可以幫助喜歡綠色的加拿大人實(shí)現(xiàn)在城市里作物和能源自給自足。在“空中農(nóng)場(chǎng)”設(shè)計(jì)方案中，55層的建筑表面覆蓋一層植被，這種水耕農(nóng)場(chǎng)通過(guò)燃燒自身的農(nóng)場(chǎng)廢物進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的能量可以滿(mǎn)足整棟建筑50%的能源需求，而另一半的能源則來(lái)自城市廢物。（4）比利時(shí)：建筑設(shè)計(jì)師文森特·卡爾博特根據(jù)蜻蜓的雙翼設(shè)計(jì)了一種所謂的“蜻蜓垂直農(nóng)場(chǎng)”（圖4），這種設(shè)計(jì)方案或許可以解決食品長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。在這棟132層的巨型建筑中，包括了28個(gè)不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，可以供應(yīng)水果、蔬菜、肉類(lèi)、牛奶和魚(yú)類(lèi)等各種農(nóng)副產(chǎn)品。這棟建筑還包含有多個(gè)試驗(yàn)區(qū)、辦公區(qū)和居住區(qū)等生活空間。（5）韓國(guó)：“綠色摩天大樓”（圖5）的模塊化的垂直農(nóng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)，安裝在摩天大樓外部，以獲得最大的種植空間[7]，這也許將成為未來(lái)城市農(nóng)場(chǎng)發(fā)展的一個(gè)方向。（6）迪拜：“海水利用垂直農(nóng)場(chǎng)”（圖6）的圓盤(pán)形的農(nóng)場(chǎng)設(shè)計(jì)是通過(guò)流經(jīng)的海水實(shí)現(xiàn)冷卻和補(bǔ)充水分，這是一個(gè)充分利用自然資源的案例。（7）中國(guó)：“城市森林塔”（圖7）是一個(gè)70多層的建筑，既考慮到了城市特點(diǎn)又擁有了原野的氣息；另外，臺(tái)灣的綠色屋頂和垂直庭院也是一個(gè)真正意義上的生態(tài)友好型項(xiàng)目。當(dāng)然，除此之外，還有很多構(gòu)思奇特、形態(tài)各異、功能齊全的垂直農(nóng)場(chǎng)設(shè)計(jì)，如英國(guó)的倫敦橋垂直農(nóng)場(chǎng)（圖8）等。

圖1 美國(guó)“推進(jìn)達(dá)拉斯”

圖2 法國(guó)“多層城市農(nóng)場(chǎng)”

圖3 加拿大“綠色收獲城市垂直農(nóng)場(chǎng)”

圖4 比利時(shí)“蜻蜓垂直農(nóng)場(chǎng)”

垂直農(nóng)場(chǎng)將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、景觀營(yíng)造、產(chǎn)品銷(xiāo)售、科普教育、休閑體驗(yàn)等多功能一體化運(yùn)作，從經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、景觀提升、環(huán)境改善、綠色購(gòu)物、休閑游憩等多途徑提升經(jīng)營(yíng)效益，構(gòu)建了現(xiàn)代都市一抹亮麗的綠色風(fēng)景。

怎樣將食物種到摩天大樓里？

垂直農(nóng)場(chǎng)是一個(gè)復(fù)雜且龐大的系統(tǒng)，那么怎樣將食物種到摩天大樓里呢？答案是：需要科學(xué)的裝備及技術(shù)。垂直農(nóng)場(chǎng)集成技術(shù)體系主要由建筑規(guī)劃技術(shù)、農(nóng)業(yè)設(shè)施技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)4個(gè)方面構(gòu)成[3]。其中，建筑規(guī)劃技術(shù)需要將材料、采光、節(jié)能、選址等方面進(jìn)行綜合考慮；農(nóng)業(yè)設(shè)施技術(shù)主要涉及無(wú)土栽培、LED光源、農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸、農(nóng)產(chǎn)品貯藏等，而無(wú)土栽培主要涉及滴管、水培、氣培等生產(chǎn)技術(shù)；生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)、污水凈化、廢物回收利用等。在龐大的能源供應(yīng)上，農(nóng)業(yè)摩天大樓整體運(yùn)作包括電力供應(yīng)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和智能化補(bǔ)光系統(tǒng)。

圖5 韓國(guó)“綠色摩天大樓”

圖6 迪拜“海水利用垂直農(nóng)場(chǎng)”

圖7 中國(guó)“城市森林塔”

圖8 英國(guó)“倫敦橋”

談?wù)剬?duì)于垂直農(nóng)場(chǎng)的爭(zhēng)議

垂直農(nóng)場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)

隨著人口快速膨脹、城市用地?cái)U(kuò)張、土地資源污染浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題的凸顯，人們需要更加便捷安全的方式解決城市人口食物來(lái)源，并使現(xiàn)有過(guò)度使用的土地資源得以休養(yǎng)生息。垂直農(nóng)場(chǎng)的出現(xiàn)為我們提供了新的思路。

垂直農(nóng)場(chǎng)的諸多優(yōu)點(diǎn)：第一，可以充分利用土地。立體復(fù)合栽培，將農(nóng)田向空中延伸，實(shí)現(xiàn)空間換地，節(jié)約耕地面積，充分利用城市空間。第二，垂直農(nóng)場(chǎng)建設(shè)在城市中，減少了運(yùn)輸費(fèi)用和運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的能源消耗和環(huán)境污染。第三，省卻了農(nóng)作物的貯藏和運(yùn)輸過(guò)程，城市居民可以直接吃到新鮮的農(nóng)產(chǎn)品，縮短了供應(yīng)時(shí)間，降低了食品供應(yīng)鏈的碳排放。第四，以水培種植和生物遺傳技術(shù)為基礎(chǔ)，生產(chǎn)效率極高；封閉的生長(zhǎng)環(huán)境避免了病蟲(chóng)草等生物侵害，不使用農(nóng)藥，實(shí)現(xiàn)了綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。第五，垂直工廠里擁有高精度的環(huán)境控制——溫度、光照、二氧化碳濃度，連營(yíng)養(yǎng)液的含量都由電腦全自動(dòng)控制，能量的植物轉(zhuǎn)化率是普通農(nóng)業(yè)的2～3倍[5]。第六，通過(guò)各種種植技術(shù)提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。垂直農(nóng)場(chǎng)可以使農(nóng)作物在室內(nèi)受控制的環(huán)境下生產(chǎn)，全年365 d不間斷生長(zhǎng)，基本不受天災(zāi)影響[5]。第七，內(nèi)部全產(chǎn)業(yè)鏈之間實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)利用，減少農(nóng)業(yè)廢棄物；規(guī)模化的集中生產(chǎn)方式，方便有機(jī)廢棄物回收、城市污水處理和新能源的生產(chǎn)利用；調(diào)節(jié)城市的微氣候，保護(hù)整個(gè)生態(tài)環(huán)境，為節(jié)能減排作出巨大貢獻(xiàn)。

垂直農(nóng)場(chǎng)面臨的挑戰(zhàn)

事實(shí)上，不少業(yè)內(nèi)專(zhuān)家都表示，垂直農(nóng)場(chǎng)很難大面積推廣開(kāi)來(lái)[7]。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院講師陳旭銘認(rèn)為，垂直農(nóng)場(chǎng)若要實(shí)現(xiàn)自身設(shè)定的目標(biāo)，需要極高的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，目前看來(lái)，尤其是在中國(guó)，這種水平難以達(dá)到。雖然在理論上，垂直農(nóng)場(chǎng)無(wú)疑是一種很理想的農(nóng)業(yè)和城市問(wèn)題的解決方案，但是在實(shí)施的過(guò)程中，垂直農(nóng)場(chǎng)卻面臨種種實(shí)際的問(wèn)題，能否解決這些問(wèn)題，將決定垂直農(nóng)場(chǎng)是否只是設(shè)計(jì)師心中的“烏托邦”。

垂直農(nóng)場(chǎng)設(shè)計(jì)本身

在Dickson despommier的描述中，1座占地只有667 m2、30層高的垂直農(nóng)場(chǎng)，可以為5萬(wàn)人提供1年的食物和飲用水。如果按照正常情況下，1個(gè)人1年平均要消耗1 t的食物與飲用水，5萬(wàn)人1年的需求是5萬(wàn)t糧食，按目前糧食的6 6 7 m2產(chǎn)量來(lái)算，所需要的耕地面積是3 597.3 hm2。而Dickson despommier的農(nóng)場(chǎng)建筑只有2 hm2，在建筑設(shè)計(jì)面積達(dá)到最大的情況下，種植平均667 m2產(chǎn)量926.6 kg的“Y兩優(yōu)2號(hào)”超級(jí)雜交稻，1年只能提供27.79 t糧食，僅能滿(mǎn)足27.79人1年的糧食需要，如果要養(yǎng)活中國(guó)14億人，就需要5 000萬(wàn)座垂直農(nóng)場(chǎng)[8]。這時(shí)對(duì)于完全依靠垂直農(nóng)場(chǎng)解決糧食危機(jī)的路徑就要打上一個(gè)大大的問(wèn)號(hào)了！

作物局限性

首先，并不是所有的植物都適合垂直種植。目前適合的種類(lèi)僅限于蔬菜、草藥、水果和可食用的鮮花等。因?yàn)橹饕Z食作物的種植方法還沒(méi)有被找到，垂直農(nóng)業(yè)目前可能只是對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的有效補(bǔ)充，而不是替代。

成本問(wèn)題

在現(xiàn)階段，垂直農(nóng)業(yè)的成本始終居高不下。按照中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所環(huán)境工程研究室主任楊其長(zhǎng)的估計(jì)，垂直農(nóng)場(chǎng)的每平方米成本在0.5萬(wàn)～1萬(wàn)元。1棟高質(zhì)量的垂直農(nóng)場(chǎng)可能需要數(shù)十億美元。因?yàn)長(zhǎng)ED輔助型垂直農(nóng)場(chǎng)要求LED照明系統(tǒng)24 h對(duì)作物進(jìn)行照射（LED能準(zhǔn)確提供作物生長(zhǎng)所需的光線），但目前，LED的光照效率僅為28%，這使這種種植方式的生產(chǎn)成本非常高。

能源消耗問(wèn)題

垂直農(nóng)場(chǎng)的能源消耗也始終居高不下。有數(shù)據(jù)顯示，如果想利用垂直農(nóng)場(chǎng)取代美國(guó)全年的小麥生產(chǎn)，僅照明用電需要的電量就是美國(guó)所有電站1年生產(chǎn)總電量的8倍。根據(jù)美國(guó)康奈爾大學(xué)“可控環(huán)境農(nóng)業(yè)計(jì)劃”（controlled environment agriculture program）主任路易斯·奧爾布賴(lài)特（Luis Albright）的說(shuō)法，目前研究表明：大規(guī)模垂直農(nóng)場(chǎng)由于消耗電能而間接產(chǎn)生的碳足跡（carbon footprint）是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的10倍[8]。這顯然背離了“綠色”生產(chǎn)的初衷。

技術(shù)問(wèn)題

垂直農(nóng)場(chǎng)設(shè)計(jì)魚(yú)菜共生系統(tǒng)、水培技術(shù)、LED照明和高新環(huán)境控制技術(shù)（CEA）等；另外，還有城市食品供應(yīng)、植物生長(zhǎng)模型、工程結(jié)構(gòu)及發(fā)展模型研究等。

以中國(guó)為例，首先，中國(guó)農(nóng)業(yè)規(guī)?；蜋C(jī)械化生產(chǎn)方面還處于初級(jí)階段，與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備落后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無(wú)法形成規(guī)?；?。而垂直農(nóng)場(chǎng)采用的是工業(yè)化和自動(dòng)化控制、可循環(huán)的能源利用技術(shù)和溫室技術(shù)，這也將制約垂直農(nóng)場(chǎng)在中國(guó)的發(fā)展。其次，垂直農(nóng)場(chǎng)的建設(shè)需要一大批具有專(zhuān)業(yè)技術(shù)的建筑師、工程師、農(nóng)藝學(xué)家和城市規(guī)劃者，將高科技農(nóng)業(yè)技術(shù)同最新建筑技術(shù)完美結(jié)合起來(lái)。中國(guó)目前缺乏精英人才和高端垂直農(nóng)場(chǎng)建設(shè)技術(shù)，這個(gè)問(wèn)題在短期內(nèi)很難得到解決。如果垂直農(nóng)場(chǎng)要在中國(guó)落戶(hù)，就要依賴(lài)國(guó)外的技術(shù)和科技人才的支撐，進(jìn)口成本必將又是巨大的。再次，垂直農(nóng)場(chǎng)自身就是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，但是這個(gè)龐大的系統(tǒng)是否合理，是否能夠正常運(yùn)作，包括內(nèi)部空氣質(zhì)量，各種循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能否滿(mǎn)足需求，產(chǎn)品的質(zhì)量是否合格等，都需要一系列試驗(yàn)才能得出結(jié)論。

認(rèn)知度的問(wèn)題

其一是社會(huì)的認(rèn)知度。垂直農(nóng)場(chǎng)作為一種新生事物，要想取得社會(huì)認(rèn)知度，必須要有足夠的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。按照上述的分析，建造這個(gè)農(nóng)場(chǎng)的投入和產(chǎn)出完全不成比例，要獲得社會(huì)認(rèn)可的可能性微乎其微。要想獲得社會(huì)認(rèn)同，唯一途徑就是解決前述一系列矛盾，降低垂直農(nóng)場(chǎng)的建造和運(yùn)行成本，增加社會(huì)功能，提高效益。其二是群眾的認(rèn)知度。隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，人們的觀念也日益開(kāi)放，樂(lè)于接受新生事物，但總的來(lái)說(shuō)，中國(guó)人更容易接受天然種植的食物，垂直農(nóng)場(chǎng)中的作物可能更有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、更安全，但是人們可能會(huì)有吃的是“實(shí)驗(yàn)室中的試驗(yàn)品”的感覺(jué)，要人們完全接受還需要時(shí)間[9]。

除了上述問(wèn)題，要推廣垂直農(nóng)業(yè)，還有其他的問(wèn)題需要解決。如在我國(guó)，土地政策和土地價(jià)格有其特殊性，如何定義商業(yè)用地與農(nóng)業(yè)用地？重資本運(yùn)作的垂直農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)出的作物是否具有經(jīng)濟(jì)性？傳統(tǒng)農(nóng)業(yè) 從業(yè)者的利益如何保障？恐怕只有到技術(shù)與政策到走到某一契合點(diǎn)的時(shí)候，才能真正看清垂直農(nóng)場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的走向。

垂直農(nóng)場(chǎng)之中國(guó)探索

盡管垂直農(nóng)業(yè)的商業(yè)應(yīng)用尚不成熟，國(guó)內(nèi)尚未出現(xiàn)整棟的垂直農(nóng)業(yè)項(xiàng)目，但眾多地產(chǎn)商紛紛瞄準(zhǔn)了這項(xiàng)頗有前景的項(xiàng)目，從未停下探索的腳步。

方案設(shè)計(jì)方面

國(guó)內(nèi)首個(gè)垂直農(nóng)場(chǎng)設(shè)計(jì)方案為深圳空間設(shè)計(jì)師、中國(guó)創(chuàng)意旅游設(shè)計(jì)師鄭建平設(shè)計(jì)的“綠美人”方案：借用唐代楊貴妃的形象為垂直農(nóng)場(chǎng)外形，集垂直農(nóng)場(chǎng)、空中花園酒店和綠色生態(tài)觀光為一體。該方案希望通過(guò)旅游經(jīng)濟(jì)和商業(yè)效應(yīng)來(lái)填補(bǔ)農(nóng)業(yè)種植的高昂成本。

專(zhuān)門(mén)建造一座垂直農(nóng)場(chǎng)，單單建筑就是一筆不菲的費(fèi)用，如果充分利用城市的爛尾樓、廢棄建筑，則是一個(gè)不錯(cuò)的“主意”。浙江農(nóng)林大學(xué)的90后研一女生單幼霞，就是憑借“爛尾樓里發(fā)展‘垂直農(nóng)場(chǎng)’”的新穎創(chuàng)意，叩開(kāi)了“2015全球青年農(nóng)業(yè)峰會(huì)”的大門(mén)[5]。她認(rèn)為，中國(guó)在城市發(fā)展過(guò)程中，產(chǎn)生了很多爛尾樓。如果能夠利用相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)，在這些城市爛尾樓里建垂直農(nóng)場(chǎng)，一方面通過(guò)循環(huán)技術(shù)處理城市生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物，實(shí)現(xiàn)肉類(lèi)、蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品的全年供應(yīng)，為城市就近居民提供安全的農(nóng)產(chǎn)品；另一方面建設(shè)成型的“垂直農(nóng)場(chǎng)”，又能夠美化城市環(huán)境，凈化空氣，可謂一舉兩得。

實(shí)踐方面

在中國(guó)，一些大的農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)和公司也開(kāi)始著手這一項(xiàng)目。中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所楊其長(zhǎng)教授發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在有兩三家機(jī)構(gòu)已開(kāi)始實(shí)踐，植物工廠更是飛速增多（垂直農(nóng)業(yè)工廠是植物工廠的一種）。截至2017年年底，中國(guó)已有110家植物工廠。

溫濤說(shuō)：“幾年前我背著個(gè)包去歐洲各國(guó)洽談，他們的態(tài)度并不友好?！倍F(xiàn)在這些歐洲知名農(nóng)業(yè)技術(shù)企業(yè)主動(dòng)要求到中國(guó)來(lái)。北京中環(huán)易達(dá)設(shè)施園藝科技有限公司是最早開(kāi)始實(shí)踐的企業(yè)之一，公司辦公場(chǎng)所就是中國(guó)農(nóng)科院國(guó)家農(nóng)業(yè)科技展示園，包含花園辦公室、生態(tài)圖書(shū)館、會(huì)議室、垂直農(nóng)業(yè)種植區(qū)。園區(qū)內(nèi)1座占地1 000 m2以上的“黃瓜車(chē)間”采收期每天產(chǎn)量可超過(guò)200 kg；“番茄車(chē)間”單位面積產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)種植模式，小型櫻桃番茄每年每平方米的產(chǎn)量達(dá)30 kg，中大型番茄產(chǎn)量達(dá)60 kg以上，幾乎是露天種植的幾倍到幾十倍。

“工業(yè)化蔬菜種植的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大田種植，在某些更加嚴(yán)格的環(huán)境控制系統(tǒng)下甚至可以將單位面積產(chǎn)量效率提高上百倍?！敝协h(huán)易達(dá)公司董事長(zhǎng)魏靈玲說(shuō)。不到2萬(wàn)m2的植物生產(chǎn)車(chē)間如果完全商業(yè)化運(yùn)作，每年收入可達(dá)1 000萬(wàn)元。

展望之垂直農(nóng)場(chǎng)其實(shí)離你我越來(lái)越近

2015年5月中國(guó)首屆國(guó)際垂直農(nóng)業(yè)論壇在北京成功舉行，并自此開(kāi)始垂直農(nóng)業(yè)論壇將每年定期舉辦1次。2016年浙江科技廳《關(guān)于組織申報(bào)2017年度重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的通知》的一則內(nèi)容傳遞出令人鼓舞的信息，“垂直農(nóng)業(yè)系列關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)”位于申報(bào)指南中農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的第1位，這也是國(guó)內(nèi)首家省級(jí)科研部門(mén)關(guān)注并有意資助這一領(lǐng)域的技術(shù)研究。

盡管垂直農(nóng)場(chǎng)的設(shè)想還存在著很多問(wèn)題，但糧食安全問(wèn)題的緊迫性和理論上的巨大優(yōu)勢(shì)，仍然吸引著各國(guó)競(jìng)相嘗試這一新型農(nóng)業(yè)模式。目前，在新加坡、日本、韓國(guó)、美國(guó)、古巴、荷蘭以及中國(guó)都有了垂直農(nóng)場(chǎng)的雛形。目前世界上最大的垂直農(nóng)場(chǎng)是由位于美國(guó)新澤西州的“空中農(nóng)場(chǎng)”公司建立的一所垂直農(nóng)場(chǎng)。

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院副教授王宇欣認(rèn)為，探索垂直農(nóng)場(chǎng)對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)有著現(xiàn)實(shí)的意義。陳旭銘認(rèn)為，“垂直農(nóng)場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)同樣明顯”。中國(guó)完全可以利用其長(zhǎng)處，結(jié)合自身國(guó)情，發(fā)揮垂直農(nóng)場(chǎng)應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)。另外，據(jù)估計(jì)，到2030年，會(huì)有8億中國(guó)人生活在城市里。到那時(shí)，扎根于城市的垂直農(nóng)場(chǎng)或許將發(fā)揮巨大作用[8]。

當(dāng)然，任何技術(shù)走向商業(yè)化，再邁向規(guī)?；?，都有太多的問(wèn)題需要一步步去解決，而并非一蹴而就。垂直農(nóng)場(chǎng)的核心技術(shù)無(wú)土栽培雖然起源于二戰(zhàn)末期，但真正的商業(yè)化應(yīng)用也就是最近幾年的事。最近火熱的軟銀掌門(mén)人孫正義首次涉足垂直農(nóng)業(yè)，融資2億美元，給垂直農(nóng)場(chǎng)帶來(lái)了新的曙光。雖然垂直農(nóng)場(chǎng)在發(fā)展的過(guò)程中面臨很多難題，但相信在不久的將來(lái)，人們可以從市場(chǎng)上買(mǎi)到垂直農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品。