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97亿。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。要解决如此庞大人口的吃饭问题，我们或许需要一种新的食物生产模式——在摩天大楼里种植粮食蔬菜的垂直农场。
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什么是垂直农场？
我们首先从垂直农业说起，“垂直农业”这个专业术语最早是在20世纪初由美国地质学家吉尔伯特·埃利斯·贝利提出的，从那以后很多建筑师以及相关领域的研究人员对其进行了长期的探索和研究。2007年，美国哥伦比亚大学教授迪克森·德波尔最早提出了“垂直农场”这个概念。
垂直农场类似于高楼的发展模式，在摩天大楼里通过技术手段模拟农业生物所需的水、阳光以及温度等生长环境，促进农作物的生长。简单的说就是在高楼大厦里进行各种农业生产，充分利用可再生的资源和温室技术，大幅度提高农业产量和土地利用率的一种新型农业发展模式。
从外形上看垂直农场和一般的办公大楼没有任何区别，高度大都在30到40层楼之间，每层都可以栽种各种各样的农作物，根据不同农作物的生长特点进行科学的分层种植。所有农作物都会在人工监控的环境下生长，根据农作物的生长发育情况，调整农场里的温度、湿度、以及光等环境条件，来满足农作物生长的需求。另外垂直农场采用自然生态系统中的食物链原理合理搭配动植物和微生物，达到能源的最大利用率。垂直农场是一个完整的自给自足的生态系统，不仅包括农作物养殖，还涵盖了从农作物生产到废物管理的一系列的转化过程。
想象这样一个场景：
在市中心的摩天大楼里，每一个布满LED灯的房间里都种着西红柿、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的空间。今天，小农菌来为大家介绍一下“神奇”的垂直农场！
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垂直农场的典型案例介绍
自从垂直农业的概念提出来以后，世界上各个国家的相关研究人员都纷纷开始关注“垂直农场”建筑风格的设计。并根据当地的地方特色和城市需求设计了很多各具特色的垂直农场。以下，介绍3个相对比较典型的垂直农场设计方案。
1、蜻蜓垂直农场
一提到农场，人们通常都会联想到一大片土地，但“蜻蜓垂直农场”的出现打破了人们传统的观念，让人们对农场有了新的认识。蜻蜓垂直农场可以使农场在建筑物中垂直分布，整座建筑物的外形看起来就像两片叠合着的蜻蜓翅膀，旁边还“长着”两根高高的“触角”。
蜻蜓垂直农场是在2009年由比利时一位杰出的建筑师文森特·卡勒鲍特设计的。农场共有132层，两边的“触角”达700m以上，农场最高建筑达600多米。该农场的动力来源完全由风能和太阳能提供，冬天的时候，两扇“翅膀”间的热空气可以为农作物提供保暖；夏天的时候，农场通过自然通风和植物的蒸腾作用来调节建筑物内的温度，使农场内达到冬暖夏凉的效果。除此之外，农场内还设有住宅区、办公室等供居民休闲娱乐，人们可以在工作之余，种些自己喜欢的植物，体验多元化的生活。
2、迪拜“绿洲大厦”垂直农场
随着迪拜旅游业的兴起，全世界越来越多的人开始来到这座城市，使得迪拜本来就紧张的农业用地愈显不足，急需一个能够解决居民不断增长的食物需求和可用农业土地不断缩小的矛盾的方案。面对这个棘手的问题，合成设计工作室（Synthesis Design Studio）的拉胡尔·苏林想出了一个解决问题的办法——在城市建立垂直农场“绿洲大厦”，让土地纵向发展，节约土地成本。
“绿洲大厦”位于迪拜的Zabeel公园，它的外部包裹有ETFE氟塑料，能够充分吸收光能，为农作物的生长提供必要的能量需求。它的内部主要种植粮食作物，有些楼层还可以作为居住空间。据统计，绿洲大厦的产量可以满足多达4万人一年的粮食需求。
3、新加坡热带地区生态设计大厦
一提到新加坡的垂直农场，最典型的莫过于新加坡热带地区生态设计大厦。该农场由建筑设计者TR Hamzah & Yean设计、新加坡国立大学资助。
这栋外表被绿色植物覆盖的生态大厦共有26个楼层，外面一半以上的面积被当地品种的植物覆盖。为了充分吸收太阳能，建筑物表面覆盖有855㎡的太阳能电池板，这些太阳能电池板每天产生的电量能够满足大厦至少40%的用电需求。为了达到节能环保的目的，生态设计大厦的建材均选用回收材料或者可回收材料。不仅如此，大厦还运用多种环保技术，如雨水收集回收处理系统、中水系统等，有效解决大厦一半以上的用水需求。
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垂直农场的优势明显
通过上面的典型案例可以看出，垂直农场具有传统农场无法比拟的巨大优势，主要体现在以下几个方面：
1、可以充分利用土地 节省耕地面积充分利用城市空间
据调查，一座占地仅仅只有1.3万㎡、58层高的垂直农场，其产量相当于一个四百多万平方米的传统农场，足够为三四万人提供一年的粮食和蔬菜等。
2、充分利用各种温室栽培技术 大大提高农作物产量
垂直农场利用温室栽培的手段可以使农作物在适宜的环境中生长，一年365天，不间断的进行农作物生产，不受干旱、洪水以及害虫等等自然灾害的影响。据相关资料显示，我国每年因干旱、洪涝等自然灾害影响而造成的经济损失多达上万亿元。而通过垂直农场养殖农作物，可以避免自然灾害的侵蚀，摆脱生产土壤、地理气候等等因素的束缚，大大提高了农业生产的质量。
3、垂直农场可以合理利用有机废物 提高城市公共卫生
在垂直农场里，可以利用雨水收集系统、中水系统等先进绿色环保技术，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。不仅如此，垂直农场还可以调节城市气候，保护城市生态环境，把城市的“钢筋混凝土森林”变成真正的绿色生态森林。
4、垂直农场可以充分利用大自然可再生能源
垂直农场是一个独立的绿色生态循环系统，在农场里可以充分利用太阳能、风能等可再生能源，并且能将一些无法利用的农作物通过环保技术做成燃料，为城市提供一些可再生的清洁能源。此外，垂直农业能够减少大气中的二氧化碳含量，对解决全球气候变暖问题有积极地促进作用。
5、垂直农场可以为城市居民提供大量的休闲空间和就业机会
一座垂直农场将集农作物生产、养畜、办公休闲于一体，这一种新的农业生产模式，将会成为城市文化的一部分，为城市居民提供大量的休闲空间，解决城市居民的休闲需求。此外，垂直农场可以为城市居民提供大量的就业机会，垂直农场是一个自给自足的生态系统，里面不仅包含农业，还包括电力、机械、建筑等等一系列工程。它的建设需要一大批具有专业技术的建筑师、工程师、城市规划设计师、农业机械技术专家等高技术人才。
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垂直农场也存在劣势
有优势当然也有劣势，目前，垂直农场的劣势主要包括以下几个方面：
1.成本比较高
据专家估计，垂直农业的成本每平方米高达5000~10000元。一栋高质量的垂直农场可能需要数十亿美元，这显然远超传统农业。
2.能源的消耗大
美国堪萨斯州土地研究所的研究人员认为，如果想利用垂直农业取代美国全年的小麦生产，仅照明用电需要的电量就是美国所有电站1年生产总电量的8倍。
3.种植范围小
并不是所有的植物都适合垂直种植，目前适合的种类仅限于蔬菜、草药、水果和可食用的鲜花。
显然，垂直农业是否能得到推广，取决于上述问题能否得到解决。
但是，随着科学技术的进步和城市发展的需求，垂直农场终将会在我国获得前所未有的发展。未来已来，作为城市新型农业发展模式的垂直农场，通过人工技术控制农作物生长环境进行全年不间断的生产，利用极少的土地为城市提供数量可观、供应稳定的农作物产品，改善城市环境质量，引导城市居民进入低碳生活。这样的农业，值得我们期待！