未来农业长样子?立体农业+垂直农场

  立体农业的模式是以立体农业定义为出发点,合理利用自然资源、生物资源和人类生产技能,实现由物种、层次、能量循环、物质转化和技术等要素组成的立体模式的优化。

构成立体农业模式的基本单元是物种结构(多物种组合)、空间结构(多层次配置)、时间结构(时序排列)、食物链结构(物质循环)和技术结构(配套技术)。目前立体农业的主要模式有:丘陵山地立体综合利用模式;农田立体综合利用模式;水体立体农业综合利用模式;庭院立体农业综合利用模式。未来应用立体农业就像是一种生态功能的系统,废弃物可以被重新利用,那些用于营养液和aeroponic技术中的水也经过除湿后被使用,这样的重复形成一种良性的生态环境。建立立体农业的技术现在已被用于环控农业设施,但还没有与在城市的高层建筑里生产食物有密切的关系。

不仅仅只有这样的高层建筑才可以容纳立体农业。学校,饭店还有医院这种综合性的建筑的上层都可以成为各种各样大小不同的农田来种植庄稼。这些农田可以通过持续不断地为城市的人们提供新鲜的蔬菜和水果,防止健康问题。立体农业可以整年持续不断地生产无农业化学品的食物。鱼和家禽也可以在室内养殖。由于这种农业不需要大型的农业机械以及把粮食从农村运送到城市的卡车,从而减少了大量矿物燃料的使用,降低温室气体的排出量。

垂直农场今天的农业发展呈现出前所未有的状况——从业人口的减少和饲养动物的增长。耕地对自然生态系统的破坏使得许多自然区域变得破碎,功能变得匿乏,甚至使得某些自然地区完全消失。预计未来50年内全球人口将升至接近86亿,如果不应用新的技术,那么喂养这些人口会需要另外相当于巴西国土面积的耕地。这庞大数量的额外土地不是轻而易举可以取得的,因此不采用侵犯所剩无几的生态系统的方式获得丰富的种类繁多的食物供应是十分必要的。一种解决措施是建造城市食物制造中心—立体式农场—我们的食物会不断地在高楼中而不是城市用地中被种植和生长。

垂直农场将会高效地生产粮食和蔬菜瓜果,城市中农场大厦林立,消除了重型机械和农业设备的大量使用。为了建立这样一个高科技农场,大量的可持续技术将得到综合利用。雨水将被处理用于灌溉,再与水回收系统结合起来,利用气培法和水耕法收集未使用的水。每种作物的环境条件将受到严格控制,使作物得到最大限度地生长,同时尽量减少水分和养分的使用。来自作物的废物或制成堆肥,或者与动物废料合并,作为建筑物内的燃料。能源将来自像太阳和风能等可再生资源,而节能建筑技术将减少能源需求,理想的建筑能够创造出比其所需的更多的能量。垂直农场内的农作物生产一年四季都可进行,室内种植面积1英亩的生产力相当于室外4至6英亩甚至更大面积的生产力。农场内将种植各种蔬菜、水果和谷物,奶制品、家禽、鱼和猪也一应俱全。据垂直农场研究员戴波米亚估计,一个垂直农场足够养活5万人。

垂直作物系统(VertiCropSystem),《时代》杂志称其为世界顶级发明之一,缘起英国德文郡的动物园为其动物种植莴苣的诉求。它是一座只有一层的温室,因为植物都种植在温室侧面和顶面,只需要很少的能量。案例随着城市人口的激增,越来越多的国家开始研究市内农业技术。然而,城市的绿化空间本来就极为有限,不可能再有多余的水平空间用于农业种植。于是,就有许多建筑设计师提出并设计了垂直农场的方案。

1、加拿大“空中农场”

加拿大滑铁卢大学的高登-格拉夫设计了一种“空中农场”,或许可以帮助喜欢绿色的加拿大人实现在城市里植物作物和能源自给自足。在“空中农场” 设计方案中,这栋55层的建筑表面覆盖一层植被。这种水耕农场通过燃烧自身的农场废物进行发电,产生的能量可以满足整栋建筑50%的能源需求,而另一半的能源则来自城市废物。

2、蜻蜓垂直农场

比利时建筑设计师文森特-卡尔博特根据蜻蜓的双翼设计了一种所谓的“蜻蜓垂直农场”。这种设计方案或许可以解决纽约罗斯福岛食品长途运输的问题。在这栋132层的巨型建筑中,包括了28个不同的农业生产领域,可以供应水果、蔬菜、肉类、牛奶和鱼类等各种农副产品。这栋建筑还包含有多个实验区、办公区和居住区等生活空间。

3、金字塔农场

现在越来越多的人关注新鲜、绿色的本土有机农产品,因此许多建筑师都开始认真考虑垂直的城市农场。这个金字塔式农场由迪克森-戴斯波米尔和埃里克-伊尔森设计,它是一个完全自给自足的城市社区。农场本身所产生的能量完全可以满足内部所有机械和照明系统的能量需求。

4、伦敦桥垂直农场

“伦敦桥垂直农场”的设计思想来源于它的历史。在过去相当长一段时期内,伦敦桥就是商人和市民聚集并交易产品的地方。英国皇家建筑师学会特意举办了一项设计竞赛,希望建筑师们能够充分发挥想象,为伦敦桥设计一个新面貌。在这场想象竞赛中,Chetwood建筑事务所所设计的“伦敦桥垂直农场”一举夺魁。

在“伦敦桥垂直农场”方案中,伦敦桥是一个集农业、能源和商业等功能为一体的综合建筑,它包括一个大型有机垂直农场、太阳能动力尖顶和风力涡轮机组以及一个商业中心。在商业中心中,有新鲜食品市场和零售区域。此外,还有一个与桥相连的码头,因此人们也可以在水上进行交易。

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