在城市的摩天大樓裡種植作物，要比在戶外農場栽種還要省水、省燃料，也能消除農業降雨逕流、提供城市居民更新鮮的食物。撰文╱戴斯波米耶（Dickson Despommier）
翻譯／林慧珍
農業正破壞著我們的環境，而全球的可耕地已不足以養活2050年時所有的95億人口。
在玻璃高樓裡種植作物可大幅減少使用化石燃料產生的廢氣，並能將原本污染河川的城市污廢水加以回收利用。
一塊街區大小、30層樓高的農場可以在破壞程度更少的情況下，生產相當於960公頃戶外農場所生產的食物。
世界各地許多城市的都市規劃者都在研議垂直農場，目前既有的水耕溫室則可做為設計原型農場的基礎。
為了餵飽全世界68億人口，人們已經用掉大約一個南美洲大小的土地來種植糧食與飼養牲畜，留下驚人的 農業足跡。人口學家預測，到了2050年，地球將有95億人口。平均每人每天至少需要1500卡熱量，若農業生產方式仍維持現狀，要養活所有人，還需擴增 約8億5000萬公頃的土地，相當於一個巴西的大小。要取得這麼多新的可耕地根本不可能，套句美國著名幽默作家馬克吐溫的名言：「買地吧，以後就沒了。」
此外，全世界可用的淡水，有70%被用於農業灌溉，使得水源受到肥料、殺蟲劑、除草劑與泥沙的污染而 無法飲用，倘若這趨勢不變，某些人口密集地區將沒有安全飲水可用。農業活動也使用大量化石燃料（在美國就有20%的汽油與柴油消耗在這上面），除了排放溫 室氣體之外，食物價格也是個課題，因為食物價格已和燃油價格產生連結，這種連動機制導致2005~2008年間，全世界大多數地區的食物價格幾乎上漲一 倍。
一些農業經濟學家認為，解決之道是推動更集約的農業，由少數幾家高度機械化耕作的集團，選用基因改造 作物，並使用更強效的農藥，栽培出更高產量的作物。這項解決方案即使能實現，也只是個短期的補救辦法，因為氣候的快速變化不斷改造農業景觀，讓最複雜的戰 略也失效。美國歐巴馬政府上台後不久，能源部長朱棣文便提醒大眾，氣候變遷可能導致加州的農業在本世紀末之前消失無蹤。
此外，如果我們繼續為了取得新的耕地而大規模砍伐森林，全球暖化將以更快的速度造成災難。更嚴重的農業逕流可能製造出大量的水域「死區」，把大部份河口、甚至有些海洋變成一灘死水。
要擔心的還不只這些，沙門氏菌、霍亂弧菌、大腸桿菌、痢疾桿菌等透過食物造成感染，每年造成許多人死 亡；瘧疾及血吸蟲病等致命的寄生蟲感染更是問題，尤其在東南亞以及非洲、中美洲與南美洲的許多地區，因為工業肥料太貴，農民經常利用糞便做為肥料，使得寄生蟲更容易散播感染，影響到大約25億人的健康。
我們顯然需要徹底改變。一種策略性的轉變，幾乎能排除上述的所有問題：在垂直農場裡進行嚴格控制條件 的室內種植。在城市既有空地興建高樓或在屋頂設置大型多層溫室來種植作物，可在用水更少、垃圾製造量更少的情況下常年生產糧食，而且傳染病的風險更低，也 不必耗費化石燃料來使用機械或從遙遠農村長途運輸。垂直耕作是我們養活自己及未來新增人口的革命性方法，食物將因而變得更美味可口，「在地種的」將成為家 常便飯。
我接下來要描述的工程乍聽之下也許誇張，但工程師、城市規劃師與農業學家仔細檢閱過相關的必要技術後都認為，垂直耕作不但可行，更應該實際試行。
農耕不再傷害土地
在原本是整片森林與草原的土地上種植作物，已對地球造成破壞，也讓人類走向滅亡之路。我們套用醫學上 的信條「不造成傷害」來做為農業生產的最低要求，也就是不要再對地球造成任何破壞。過去，人們克服種種困境，從1800年代中期達爾文時代以來，每一次按 照馬爾薩斯理論預測人口增加將使世界末日到來之時，便會出現一連串技術上的突破，幫人類度過難關：各種農耕機械、改良的化肥與農藥、人工培育而具有更高產 量與更強抗病力的新品種植物，以及對付一般動物疾病的疫苗與藥物等，都讓糧食的產量大大增加，超越要養活增加中的人口所需。
直到1980年代，我們在許多地區可以明顯看到，農業對土地造成的極大壓力，已經遠遠超出土地的負荷。化學農藥破壞了養份再生的自然循環，那是完整生態系統自我維持之所需，我們必須轉向更具生態永續性的農業技術。
根據「聯合國人口基金」的統計，全球已超過50%的人居住在都市地區，這個比例在2050年前將接近80%（人口約增加30億人）；如果採用傳統的農業生產方式來生產這些新增人口所需的糧食，大約需要109公頃（大約1.2倍巴西國土面積）的新生土地！聯合國也指出，全球適合生產糧食的土地大約有80%已被使用，其中約15%未被妥善利用。反觀台灣在2007年時便有高達79.6%的人居住在 都市計畫地區，而國土利用也早已透過「地盡其用」理念開發殆盡。因此，台灣更需面對人口／土地／糧食環環相扣的議題，我們要問的是：該採取什麼對策來因應 這個大挑戰？
由於都市聚集了眾多人口，往往衍生各種環境問題，除了傳統三廢（空氣污染、水污染、垃圾）外，更製造了許多新議題（如溫室效應及生物多樣性問題）； 可以說，如果能將都市衍生的環境問題妥善處理，將可解決全球泰半環境問題；易言之，地球能否永續的主戰場將取決於都市地區能否永續。
有鑑於此，各種因應環境變遷的空間規劃構想及作法相繼出現，包括與水患共存（Living with Flood）、為水留下空間（Make Space for Water）、跨域治理、綠色大眾運輸導向發展（Green-TOD）、生態城市規劃及生態街廓營造等。而在高樓林立的都市地區則有「垂直農 場」（vertical farm）構想的出現，這種新的垂直農業生產方式如果能實現，或許能提供人類足夠的糧食、使土地回歸自然，並使選擇居住在都市的人更健康、永續。
垂直農場是一種將大規模農業生產建置在摩天樓上的作法，有人甚至將這種技術稱為「農場摩天樓」（farmscraper）。垂直農場使用再生資源及 溫室技術（如水栽法），可全年生產水果、蔬菜、香菇及藻類；而經由轉化傳統戶外農場的自然環境，同時減少運送食物的能源成本，垂直農場可減輕大量二氧化碳 排放所造成的氣候變遷現象。
垂直農場的表面積比等面積的傳統農場受到更少陽光的照射，因此需要更多的人工照明及熱能才能在四季正常運作，致使批評者認為成本太高而不可行。另一 個爭論不休的議題是，尚無有力證據證明垂直農場使用再生能源的生產及運輸成本比直接在鄉村生產食物而後將其運送到都市來得划算。
由於具可控制的環境，垂直農場的生產力較不受氣候的影響，因此也較不受極端氣候事件的影響，後者在氣候變遷將增加極端氣候事件的頻率下更形重要。如 果處理得宜，垂直農場允許現有農地回歸自然，並減少森林消失、沙漠化及其它因農業生產而破壞生物群落的情況；而生產區位較接近消費者，更能進一步減少運輸 及冷凍所消耗的化石燃料。
研究指出，超過70%的地表水用在傳統農業生產上，而傳統農業往往使用大量的殺蟲劑、除草劑及肥料，透過水體的流通，這些藥劑或肥料便成為污染水體 的元兇之一。透過可控制且再生循環的環境下生產作物可減少殺蟲劑、除草劑及肥料的使用，使垂直農場減少水體污染，至於在垂直農場生產有機作物不僅可能，也 是一種非常可行的生產及行銷策略。
由於水循環在可控制的農業環境中更可行且更具經濟可行性，垂直農場比傳統農場使用更少的水，而透過土壤水分蒸發蒸騰損失總量，垂直農場可將黑水或灰 水轉化成可使用的水。垂直農場不只使用較少的水，更能加以循環使用，因而彌補了植物蒸發的水分，更重要的是，這些回收的水是純淨的，並且可用在農作或飲用 上。
另一方面，使人類活動遠離大面積土地或許是減緩進而終止以人為中心思維所造成地表動物大量滅絕的現象，因為大多數人類佔用的土地是用作農業生產，因此，垂直農場的倡議將是讓足夠土地在維持人類生存前提下回復為動物棲地以免滅絕的可能出路。
在一個愈來愈擠、愈來愈熱的地球上，台灣雖然不是聯合國會員國，但不應也不能漠視全球環境變遷議題，不同部門、不同組織應有相對應的策略及行動，從 宏觀的國土規劃、區域治理，到微觀的永續社區、生態街廓。而在都市人口將近80%的台灣，如何讓都市居民在面對人口／土地／糧食的挑戰下作出對地球更友善 的作法，垂直農場或許是值得各界深入探討的另類選擇。
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