室內種植：讓城市變農場

冷凱

“民以食為天”——即使在科技高度發達的今天，這句話依然是人類社會不變的真理。

現如今，糧食問題已經成為全世界的一大挑戰。根據聯合國的預測，到2050年，全世界將有86%的人住在城市地區，而總人口數也會增加30億。如何利用越來越有限的土地來滿足不斷增長的人口的糧食需求是全世界都在思考的一個問題。

轉基因技術、新的灌溉法和種植技術，人們為了提高糧食產量無所不用其極，而說到城市化以及它所帶來的耕地減少問題，人們也有自己的想法：為什么城市不能為解決人類糧食問題做出貢獻呢？

讓城市為解決糧食問題做貢獻的方法叫做“室內種植”，簡單來說，就是指在室內種植糧食，將城市里的高樓大廈變為“蔬菜大棚”或者“農場”，利用自然光或人造光源促進植物的光合作用，在城市里有限的空間來生產糧食，解決人們的飲食問題。

全球“開花”

實際上，室內種植并不是新出現的事物，有很多人在陽臺或屋頂上有過種植花草或蔬菜的經歷，大規模種植的概念也早在1909年就有人提出，而美國在1951年已經有了全球第一個“商業化室內種植”的案例。

目前主要的室內種植方案基本上都是根據上個世紀80-90年代提出的兩種模式發展而來。一種由馬來西亞建筑師楊經文（Ken Yeang）提出的利用摩天大樓的空閑空間來種植植物的概念；另一種是由哥倫比亞大學生態學家迪克森·德斯波米爾（Dickson Despommier）提出的在一個密閉空間內種植植物，而這個密閉空間可以放在城市的任何位置，包括空地和屋頂。

無論按照哪一種方法，植物都是按照垂直空間擺放以便最大限度地利用空間，這與傳統農田中平鋪開來的種植方式截然不同，因此業內人士更習慣將“室內種植”稱為“垂直種植”（Vertical Farming）。

隨著時代的發展，垂直種植已經成為很多城市和國家解決本國糧食問題的重要途徑。其中，90%食品需要進口的新加坡從去年開始已經將相當于84個足球場面積（截止到2014年6月15日）的屋頂變成了農場。新加坡城市發展規劃局制定了一個計劃，希望在新加坡建成亞洲最大的屋頂農場。

“我想我們每將一個屋頂改造成農場就能為新加坡擺脫糧食安全問題做出一點點貢獻。”專門從事“屋頂改建農場”的新加坡企業家Bjorn Low說道。按照新加坡政府的計劃，該國要在未來5年內將本土產蔬菜的比重從現在的7%提高到10%，“屋頂農場”將在其中扮演重要的角色。因此Bjorn Low也希望政府能夠在這一方面發揮更大的促進作用，號召更多的社區加入這一計劃。

新加坡人喜歡將“農場”建在屋頂上，而紐約人則更希望能夠將城市內數不勝數的倉庫、摩天大樓和廢棄的舊樓改造成農場。迪克森·德斯波米爾就表示紐約有成為美國“新農業之都”的潛力。“只要政府能夠做好相應的規劃并且讓人們，特別是投資者看到其中的利益，那么將紐約變為美國最大的‘城市農場并不是什么難事。”他說。

已經有人開始這么做了，來自非營利組織New York Sun Works的特德·卡普羅（Ted Caplow）于2006-2009年在曼哈頓做了一個實驗，最終證明了在“土壤等資源最少”的城市中心可以采取室內種植的辦法。現在也有像BrightFarms那樣致力在紐約摩天大樓里種菜的公司。

同樣開始擁抱大規模室內種植的還有像紐約一樣高度城市化的芝加哥和倫敦、水資源稀缺的阿聯酋、人口密度較大的日本以及人跡罕至的南極。這種方法的流行不僅僅讓大城市人吃到了以前不敢想的本地產新鮮蔬菜、水果，也減少了種植對于土壤的依賴，降低了部分國家和地區對于進口糧食的依賴度。

高科技農場

但是，要實現大規模室內種植并不是一件容易的事情，其中最主要的困難來自植物成長的關鍵——光合作用。如何解決垂直擺放的農作物的采光問題，在過去很長一段時間內成為制約室內種植發展的瓶頸。簡單來說，采用自然采光的室內農場無法保證每一棵植物得到充足的日照時間，而采用人工光源的地方要擔心光能不足或者光源離植物太近灼傷植物的現象。

不過技術的發展已經為此提供了不少解決方案。今年3月份在芝加哥建成的一座“室內農場”可以說是最新室內種植技術的集大成者。盡管這座農場建成只有幾個月的時間，但是農場主已經可以向前來參觀的人們提供由本地生產的蔬菜做成的沙拉。

“我倒是沒覺得這里的沙拉與其他地方有什么區別。”一位6月初參觀此農場的顧客說，“真正讓我吃驚的是這個地方在3個月前還是一座廢棄的建筑。這激發了我到里面一探究竟的好奇之心。”

進入這座有26英尺高的室內農場，人們會發現這里擺滿了快頂到天花板的架子，架子上放著一個個水槽，上面種植的是從萵苣到香蔥等多種蔬菜。每一層架子下端還掛著燈，這些燈與墻壁和天花板上的燈一同將農場染成紫色，對于一些參觀者來說，不佩戴眼鏡待在這里可能會感到不適。

不過不能因此小瞧這些紫色的光，根據工作人員的介紹，這種光非常適合促進萵苣的生長，而在一些種植其他植物的房間里，光波的長度會調整到植物光合作用的最佳范圍，會導致光顏色的變化。在這一“色彩斑斕”的蔬菜王國里，員工一年可以豐收26次，這是為什么人們在3個月內就可以吃到這里產的蔬菜沙拉的原因。

多產的秘密正是來自它的種植方法和光照。這座農場采用的是水栽培法，是室內種植比較常用的方法之一，好處是減少對土壤的依賴，提高水的利用率。而光照則是這座農場繁榮的關鍵，來自飛利浦的新型LED燈不僅僅能夠提供多種顏色的光照，還能夠大大提高人工光源的能量（從以前自然光能量的28%提高到68%），滿足了植物光合作用的需求，而且，新型LED燈的發熱較低，可以避免在離植物很近的情況下灼傷植物，既可以增強植物的光合作用效率，也可以縮短植物與光源的距離，增加了空間的利用率。

除了這些表面上能夠看到的好處之外，這座農場一年的用水量是產量相同的普通農場的10%，而且不用殺蟲劑和除草劑，可以做到百分百的綠色生產。同時，它的二氧化碳月排放量比普通室內農場減少了1.8噸，每天還能多產20公斤的新鮮氧氣。

“通過垂直種植農作物，我們的空間利用率比普通農場要高得多，而且植物可以一天享受22小時的光照，這保證我們一年可以有多次豐收。”運營農場的Green Sense 公司的創始人羅伯特·科蘭杰洛（Robert Colangelo）說，“我們產生的廢物也很少，也不會因為運輸對環境造成影響，因為我們的產品就是供給芝加哥市的。”

這座芝加哥的室內農場可以代表著室內種植的優勢：安全、多產、環保。循環用水、新種植法、新型光照技術的應用讓這座農場成為了科技進步的代表。換句話說，正是因為科技的進步才讓室內種植擺脫以前的束縛，真正地向產業化發展。

不足之處

那么，這樣的室內農場是否也就代表著農業未來的發展方向？即使是科蘭杰洛也不敢保證這一點，因為他的農場既代表著室內種植的最新技術，也可以代表室內種植的不足之處。

首先是能源消耗問題，大量使用人工光源導致室內農場的耗電量很大。雖然科蘭杰洛的農場采用了新型LED燈，能源消耗比普通的室內農場降低了20%，但是依然比農田種植要高出不少。曾經有人提出利用太陽能來解決問題，但是卡普羅的實驗說明完全依靠太陽能來獲取電力的話，所需要的太陽發電設備的面積是種植面積的兩倍，這不僅成本高昂，而且很難在建筑學上實現。

德斯波米爾在2011年出版的書《垂直農場》（The Vertical Farm）中承認“能源問題是室內種植發展的一大障礙”。在他看來，因為能源消耗大，室內種植的產品往往價格較高，這讓室內種植被定位成“高端產品”，離人們所期待的解決糧食問題的角色還有所差距。即使是飛利浦的新LED燈也沒能解決問題—Green Sense農場的產品都在芝加哥的全食超市或其他有機食品市場銷售，價格至少比一般蔬菜、水果高50%。

而日本、歐洲所采用的自然采光或自然采光和人工光源結合的辦法在德斯波米爾看來雖然在能源消耗上有所減少，但是這種方法往往要對建筑物進行大規模改造甚至是新建建筑物，在綜合成本方面并不低，而且往往會受到自然條件的限制，失去了室內種植的優勢。

其次，目前可種植的農作物種類十分有限。加拿大瑞爾森大學城市農業學教授喬伊·納斯爾（Joe Nasr）介紹說目前只有蔬菜和部分水果適合于室內種植，而小麥、水稻等需要大面積種植的農作物尚不能在室內實現（每公頃20噸的小麥作物只能產出5-12噸的小麥，產出量遠低于蔬菜和水果）。換句話說，現在的室內種植只能豐富人們的餐桌，并不能解決人們的溫飽。

不過，上述弊端并不能降低人們對室內種植的興趣。有越來越多的像Green Sense那樣的企業涉入這一行業，也有像飛利浦這樣的大公司通過開發新型LED燈來為室內種植的發展助力。投資者們也在尋找有潛力的室內種植技術開發者，2014年5月底，由一群麻省理工學院學生組建的Grove Labs公司獲得了風險投資家205萬美元的注資。投資者之一、暢銷書作家蒂姆·菲利斯（Tim Ferriss）認為這家專門為室內種植提供解決方案的新興企業“有著改變世界的能力”。

幾乎所有看好室內種植行業前景的人都相信一點：盡管現在室內種植技術還有著種種限制和弊端，但是正如這種產業之前從無到有，再逐漸產業化的過程一樣，技術進步能夠解決能源消耗、種植范圍有限等問題。

“幾乎任何一個行業都會在發展的過程中找到降低成本、大規模發展的套路。” 德斯波米爾說，“室內種植也是如此。”

科蘭杰洛也同樣對自己的公司和行業信心滿滿。“我們將會在以后擴大到美國其他地區。”他說，“在過去兩年我們取得了長足的發展，這是因為我們一直都在學習。”