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重點提要
■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。
正如著名生態學家奧德姆（Howard Odum）所言：「大自然能解答一切，那麼，你的問題是什麼？」我要問的是：怎樣才能讓我們活得好，同時讓全球生態系統得以修復？包括聯合國糧食及農業組織的官員、倡議永續的環保人士以及2004年諾貝爾和平獎得主馬薩伊（Wangari Maathai）在內的多位氣候專家都認為，要減緩氣候變化最簡單也最直接的方式，就是讓農田恢復其自然的草地或林地狀態。這些自然的山林能從周圍空氣中吸收二氧化碳（這是最大宗的溫室氣體），讓土地得以休息並讓地球恢復生機。
案例不勝枚舉。南、北韓之間的非軍事區創建於1953年韓戰之後，原本是一條寬達四公里、受創嚴重的土地，如今草木繁茂、生意盎然，已經完全恢復。過去分隔東、西德的廊道寸草不生，現在一片翠綠。在美國，1930年代因為過農與乾旱使土地變得貧瘠而形成的塵盆沙漠，現在又再度成為具有高生產力的國家糧倉；還有整個新英格蘭地區，從1700年代以來至少有三次森林被完全砍除的記錄，現在則擁有大片健康的闊葉木與寒帶森林。
蓋高樓來種菜
基於許多理由，日益擁擠的人類文明需要替代的農耕方法。但封閉的城市摩天大樓真的是一個切實可行的選擇嗎？
是的。一部份原因是，在室內種植作物已經很平常。有三種技術已成功運用在世界各地，分別是滴水灌溉、氣霧耕與水耕。滴水灌溉是將植物種植在構槽裡，構槽中裝有蛭石等質輕而可使用多年的惰性物質，小水管穿梭在植物之間，將帶有營養物質的水精確滴灌在每株植栽的基部，避免像傳統灌溉法浪費大量的水。氣霧耕在1982年由賀必克（KT Hubick）發明，後來又經過美國航太總署（NASA）科學家改良，做法是將植物懸掛在充滿了水氣與養份的空氣中，免去了對土壤的需求。
現代水耕法則是農業經濟學家吉瑞可（William F. Gericke）在1929年發明的，植物栽種在無土溝槽裡，溶有養份的水流灌其間。二次大戰期間，有超過360萬公斤的蔬菜，是在南太平洋島嶼以水耕法生產，供應當地的同盟國部隊。時至今日，水耕溫室為室內耕種的原理提供了有力的佐證：作物可以終年生產，並免於各種可能毀去所有收成的旱災與水災，在理想的生長與成熟條件下，產量可以達到最大，同時能將傷害人體的病原減至最少。
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