跳到主要內容

垂直農場

專訪哥倫比亞大學醫學生態學教授Dickson D. Despommier 自足循環生態系統 創造綠色城

文/林立綺(台北—紐約 越洋採訪) 照片提供/?Dickson D. Despommier

想像一下,未來的都市中,有一棟一棟充滿了農作物的「綠建築」,而餐廳、醫院、學校中所提供的餐飲,都來自於位在都市中的垂直農場(Vertical Farm)的農作物。都市中也將沒有汽車排放的二氧化碳廢氣,因為交通工具使用的燃料,都是垂直農場經過精密運算生產出來的生質柴油;都市中的廢水,透過垂直農場植物的自淨系統,都成了可以飲用的乾淨水。擁擠悶熱的城市,成了一個可以自給自足的生態系統(Ecosystem)。

這不是電影中的理想世界,而是即將實現的場景。哥倫比亞大學醫學生態學教授Dickson D. Despommier 和學生所共同發想出的垂直農場,目前正在緊鑼密鼓的展開興建垂直農場原型的計畫,在可預見的未來,垂直農場將為全世界不可避免的都市化發展,帶來全新的綠色及節能展望。以下是專訪哥倫比亞大學醫學生態學教授Dickson D. Despommier 的內容。

問:請談談垂直農場(Vertical Farm)的最初創意發想來源。

答:1999年,當我在哥倫比亞大學的醫學生態學(medical ecology)課堂上,探討現在世界環境中出現的各種毀滅生態的現象之時,我的學生問我,為什麼不能談些比較有建設性且正面的事情? 我說,好啊,由你們挑選一個主題,我們這個學期就來討論這個主題。然後,我的學生選擇了「屋頂園藝」(Rooftop Gardening)作為探討的題目。但是他們想要種植的作物,卻不是花草等觀賞用的植物,而是可以食用的農作物。

因此,我們透過研究及實驗分析,得知若將紐約曼哈頓區域中所有屋頂作為種植稻米的耕地,將可以種植出能夠養活2%的曼哈頓人口的稻米數量。然而,雖然得出了這個令人振奮的結論,但是我的學生卻頗為沮喪,因為要將所有曼哈頓區域的屋頂變成農耕地的理想其實永遠無法實現。所以,我向學生說,既然如此,我們何不將這個在屋頂種植作物的概念,轉向朝室內(Indoors)發展,我們可以在附近找廢棄的公寓,並在裡面種植農作物。這就是垂直農場的最初構想來源。

問:請談談垂直農場和傳統農場不同之處,以及其所預計採用的ICT 技術。

創造自給自足的生態系統

答:我們所設計出的垂直農場,主要是希望興建在人口聚集的大都會之中。因為未來人口的移動,勢必越來越趨向城市發展。而人口增加,城市中的汽車等交通運輸工具所排放二氧化碳,以及所衍生出的溫室效應也更加嚴重。在都市中若能興建一座能夠吸收二氧化碳,又能夠生長出我們食用所需的農作物,將是一個雙贏的策略。在使用的植栽技術方面,我們預計採用水耕法(hydroponic farming)以及氣耕法(aeroponics)進行植栽。讓在垂直農場中所種植的作物,不需要傳統種植方法所必備的土壤,只需要水分、養分和陽光,透過對於氣溫的嚴密控制,農作物將可以依照我們想要的方式以及時間生長和收成。

雖然水耕法及氣耕法存在已久,不算是新技術;但是過去都運用在平面上,沒有運用在高樓層垂直建築物的經驗。因此我們所要做的,是要整合運用最新的科技,並透過由科技創造出的循環(Recycling)系統,創造出一個自給自足的生態系統(Ecosystem)。而隨著ICT科技的發展,我們的垂直農場計畫也會使用最新的運算科技,如同北京奧林匹克主場館的鳥巢工程一樣,在興建的過程中,持續的使用最新的電腦運算方法,讓建築物呈現最完美的狀態。

問:請談談垂直農場在發展中所遇到的困境及解決方案。

答:儘管我們提出了垂直農場的發展概念,但在實際執行面上,仍然有相當多工程的問題需要解決。而主要的工程問題,來自於如何整合水、能源以及廢棄物處理的問題;要解決這些問題,就必須依賴工程師進行系統的分析及解決方法。目前,我的合作夥伴,來自麻省理工學院(MIT)的Herbert Einstein領導了一組65位學生團隊,正在研究如何運用電腦控制的整合系統,確保水和養分的輸送系統能夠準確的傳送到作物上,以及準確的監控作物栽種以及收成的時間等系統整合面的問題。而雖然這個垂直農場的最初構想源於我的課堂,但是現在已經成為全世界的共同計畫。

另外,資金的來源也是一項重要的問題。我們先有了概念及構想,而透過工程師應用最新的運算技術,整合到垂直農場的創意中,也擁有科學團隊共同研發出垂直農場的模擬樣貌;但我們現在最需要的,是能夠興建一個真正的垂直農場的原型(Prototype),我們希望能夠興建一個5層樓高的垂直農場,作為樣本雛型。

我希望中國及美國這二個大國可以領導興建垂直農場。例如,中國可以由中國農業科學院(Chinese academy of agricultural sciences)領導興建,而美國可以由舊金山政府主導,運用矽谷的最新電腦科技,發展垂直農場。若有這三個單位的合作出資,我預計3,000萬美元就可以做出非常高科技垂直農場的原型。而垂直農場也將形成一個育成產業。透過育成的新科技,垂直農場可以透過各種規模形式,運用在各式各樣的建築物內部,像是餐廳、醫院、學校等場所。

解決土壤流失及作物稀少危機

問:請談談在都市中發展垂直農場的優點及發展現況

答:垂直農場除了可以提供都市人新鮮即時的蔬食之外,更重要的是可以透過植物的淨化特性,天然淨化都市的廢水系統,讓廢水變成飲用水。另外透過科技化處理,可將都市中所製造出的廢棄廚餘,轉變為可供植物生產時所需的養分。更重要的是,垂直農場也可以生產出零污染、零碳排放量的生質柴油(Biodiesel)。

雖然我們現在仍處於預計興建垂直農場的早期原型階段,但是當我們提出了這個垂直農場的概念及可行性做法之後,我們陸續的得到來自許多國家及地方政府的詢問及興趣。包括紐澤西市希望建造一座垂直農場,他們目前正在尋求資金以作為興建垂直農場專案之用,這是一個很好的開始。目前,有包括新加坡政府、中國的北京、上海;中東的約旦、杜哈;韓國;美國的西雅圖、奧勒岡、芝加哥、紐約以及義大利的米蘭等地,以及許多地區及政府都向我們提出在城市之中興建垂直農場的興趣及可能性。

而為了讓垂直農場的概念更容易讓外界了解,我也寫了一本關於垂直農場的書,書名為「The Vertical Farm: The World Grows Up」,預計在今年10月份,由Thomas Dunne Books / St. Martin's Press出版社出版。

問:請談談您對於垂直農場的未來展望

答:雖然垂直農場的概念是我和學生一起討論出來的,但是我長久以來一直在關心都會農業(Metropolitan Agriculture)的問題,自從3年前我創造了這個新的概念之後,中國農業科學院(Chinese academy of agricultural sciences)也向我詢問過這個計畫,顯示中國對於發展都會農業的企圖心。在中國,糧食問題始終是一個嚴重的社會及農業問題,而因為對土地的過度種植及開發所造成土壤流失,以及沙漠化,更帶來沙塵暴問題,也是益趨嚴峻。不需要土壤的垂直農場,將可以在某種程度上解決中國的糧食危機。

此外,許多位於沙漠裡的中東國家也沒有許多土壤,甚至是北歐的挪威、瑞典,以及澳洲等國家,都面臨土壤日益減少的沙漠化問題,這些問題,都造成種植作物的困境以及可預見的糧食危機。透過垂直農場,這些土壤流失以及作物稀少的危機,都將獲得全面性的解決。

Dickson D. Despommier 小檔案

Dickson D. Despommier 是一位微生物學家microbiologist、生態學家ecologist,現任美國哥倫比亞大學(Columbia University)環境衛生學系公共衛生組(Public Health in Environmental Health Sciences)教授,主要教授病源生物學(Parasitic Diseases)、醫學生態學(Medical Ecology)以及生態學(Ecology)。近年來,他因為推廣垂直農場的概念,而獲得許多國際媒體的注目。

留言

這個網誌中的熱門文章

蔬菜對溫度日照條件的要求

蔬菜對溫度日照條件的要求
全日照  8個小時日照 瓜類、茄果類、豆類、山藥、豆薯(地瓜)。番茄、黃瓜、茄子、辣椒等喜溫中、強光性
蔬菜夏秋季生產,玉米、青椒、西瓜、南瓜、西紅柿、茄子、芝麻、向日葵類。
其次是根莖類,如:馬鈴薯、甜菜、胡蘿蔔、白蘿蔔、甘藷、山藥等等。至少需半日照,才能生長,芋頭雖喜歡全日照,但比其他蔬菜耐蔭。 
需要中等光照大白菜、甘藍、芥菜、蒜、洋蔥。 

長日性蔬菜白菜、甘藍、芥菜、蘿蔔、胡蘿蔔、芹菜、菠菜、萵苣、蠶豆、豌豆、大蔥、洋蔥。

短日性蔬菜豇豆、扁豆、莧菜、空心菜。         

中光性蔬菜黃瓜、番茄、茄子、辣椒、菜豆

菜豆

菜豆喜溫暖,不耐高溫和霜凍。菜豆種子發芽的適溫為20-30℃;在40℃以上的高溫和10℃以下的低溫,種子不易發芽。幼苗生長適宜氣溫為18-25℃。花芽分化的適宜氣溫為20-25℃,過高或過低溫度易出現發育不完全的花蕾、落花。

菜豆對光照強度的要求較高。在適宜溫度條件下,光照充足則植株生長健壯,莖的節間短而分枝多,開花結莢比較多,而且有利於根部對磷肥的吸收。當光照強度減弱時,植株易徒長,莖的節間長,分枝少,葉質薄,而且開花結莢數少,易落花落莢。

菜豆根系強大,能耐一定程度乾旱,但喜中度濕潤土壤條件,要求水分供應適中,不耐澇。生長期適宜土壤濕度為田間最大持水量的60%-70%,空氣相對濕度以80%為宜。開花結莢期對水分最敏感,此期土壤乾旱對開花結莢有不良影響,開花數、結莢數及莢內種子數減少。土壤水分過大時,下部葉片黃化,早脫落。空氣濕度過大會引起徒長、結莢不良。

菜豆具有深根性和根瘤菌,對土壤的要求不甚嚴格,但仍以土層深厚肥沃、排水良好的輕砂壤土或粘質壤土為好。土壤過於粘重、低溫、排水和通氣不良則生長不良,炭疽病重。菜豆喜中性至微酸性土壤,適宜的土壤pH為5-7.0,其中以州6.2-6.8最適宜。菜豆最忌連作,生產中應實行2-3年輪作。

菜豆生育過程中,主要吸收鉀和氮較多,還要吸收一定量的磷和鈣,才能良好發育。結莢期吸收磷鉀量較大。磷鉀肥對菜豆植株的生長發育、根瘤菌的發育、花芽分化、開花結莢和種子的發育等均有影響。缺乏磷肥,菜豆嫩莢和種子的品質和產量就會降低。缺鈣,幼葉葉片捲曲,葉緣失綠和生長點死亡。缺硼,則根係不發達,影響根瘤菌固氮,使花和豆莢發育不良。 耐陰半陰(大概3-4小時日照) 應選擇耐陰的蔬菜種植,如萵…

蝶豆花

蝶豆花 原產拉丁美洲的蝶豆花是一種典型的熱帶蔓藤植物,全年盛開。
butterfly pea,拉丁語叫:Clitoria ternatea,泰語叫Dok Anchan
中文名叫蝶豆花,藍蝶花,藍蝴蝶、蝴蝶藍花,還有蝴羊豆、豆碧等別名。
用蝶豆花當作高品位浪漫的茶品飲用、以及當作天然食品色素制作糕點是拉丁美洲和南洋國家的風情和習俗。
蝶豆花的味道自然甘甜,南洋國家的一些五星級酒店通常把蝶豆花茶當作高貴的迎賓茶來接待貴賓。
營養價值 蝶豆花具有豐富的維他命A,C和E, 而且可以提高免疫力, 幫助和促進皮膚的彈力和骨膠原, 同時還具有補腦,促進腦的活力,防止胃痛,抗憂郁、抗壓力、鎮靜、止驚厥、緩和情緒等天然保健功效。
蝶豆花中的天然藍色素,也是有療效的。如果將其加入檸檬並調制成花茶飲品,就是保健心臟血管的絕佳飲料。
食用價值 蝶豆花的可食部位是葉、花及嫩莢。較幼嫩的葉片及盛開的花朵,亦可拿來煮湯、油炸等。用嫩芽來炒肉絲或煮熟後食用,都十分可口。蝶豆花的葉及花的萃取液,可當作純天然的食品染料。

直達香草(herb4kitchen)
PS.營業用批量報價

錦鯉養殖基本知識

◎飼養與管理的重點 只要不是劇烈的變化,錦鯉很容易適應各水溫水質等環境的變化。並不是沒有大庭園就無法飼養,有人甚至在二樓陽台或頂樓陽台造水池飼養。然而我們是欣賞錦鯉雄壯豪邁之氣,因此水池盡量寬闊為宜,以水深1.2m以上為理想。魚池必須有底水排出,過濾循環等設備。用水不一定要取地下水,自來水也可以飼養。
<因為都市中有景觀安全的需求,及屋頂花園有荷重的需求,錦鯉池水深可以低到30cm左右。>
◎每天排水
A、糞或枯死的藻類全部送至過濾槽的話,耗氧量會增大,pH就下降,更會轉變為亞硝酸,增了過濾槽的負擔。為了盡量減輕過濾槽的負擔,每天至少把魚池的底水排水使固物排出去,把中間水送去沉澱槽及過濾槽。 
B、把固體廢物的魚糞集中排出,最好不要從池底打氣而是從排糞口的上方40~50公分打打氣。如此氣泡往上昇。池水產生對流。污物就集中於排糞口。
<可以設計水流把固體廢物盡量集中或排出到過濾系統中。>
◎過濾槽管理
A、細菌附著於濾材,分解固體廢物會消耗大量的氧。 
B、溶氧不足時,厭氧菌會把硝酸還原亞硝酸,或從碳酸氣發生沼氣,也會從硫酸分解產生硫化氫等有毒氣體。
<如果溶氧不足,可以優先把打氣設備放置到生化過濾槽中。>
◎溶氧要充份
A、水中溶氧不足的話,會影響錦鯉的生育,飼料的消化,,水質的維持等等。
B、硝酸,亞硝酸的濃度增高時,會影響溶氧量。所以優先去除硝酸及亞硝酸。
C、使用沸石可輕易去除硝酸,沸石量約等重於魚體總重量。
<沸石再生法,是將沸石浸泡25℃以上1:10食鹽水數小時,再以清水洗淨即可。>
◎水質的控制
水質硬度高的話,錦鯉肌膚經常會有少許充血的狀態。豔麗性也會慢慢消失,紅緋會上升。pH值低,肌膚變的很不好看,但是雖餵增色飼料,依然不見起色,徒增浪費。pH值7.1~7.5最適宜的。
◎鯉餌的重要性
良好的魚餌不會崩壞鯉的體型。餌的量也是在夏天水溫 高的時候,訂定停餌期間,才是整體來說使鯉變胖最重要的秘訣。如果還是想 要給很多餌的話,要增加循還量。錦鯉在水溫超過28度的時候,應給與相當於 鯉全體重量3%的餌。水溫25度時1.5%,水溫20度時0.3%,16度以下則要停止鯉餌,這就是鯉魚長得強壯的要訣。連續不斷地給鯉餌的話,引起內臟障礙, 而影響到鯉不會長壯,甚至導至體型的變歪。
◎魚病預防
水的管理與定期消毒都是很重要的步驟,…