本刊编辑部

根据联合国发表的人口报告预测，到2050年全球人口将达到93亿。而目前，世界上所有的可耕地几乎满负荷地运作，才能勉强养活现在60多亿人口。那么，未来40年增加的30亿人口，如何解决他们的吃饭问题呢?看看小璐的主意吧!

把森林、草地变成耕地?这显然不行!历史告诉我们，这样对地球环境的破坏异常严重!填海造田?土从什么地方来呢?而且这对海洋生物环境也是一种破坏!到外太空种地!这想法好，并且已经有科学家在不懈地研究，只是什么时候才能成为现实，还是未知数!

怎样解决未来众多人口的吃饭问题呢?小璐的想法虽然很多，但很快都被精灵小诺——推翻了。突然，小璐灵光一闪：“有了!以后人们可以在摩天大楼里种地!这就像我们的楼房一样，当地面不够人们居住的时候，人类就设计了高楼。如果粮食也可以种植在高楼里，人们吃饭的问题不就解决了吗?”小璐为自己的想法兴奋不已!

将粮食种在高楼里，这想法貌似可行!美国有个科学家的想法就和小璐的想法比较相似，他就是哥伦比亚大学的迪克森·戴斯波米尔教授，不过他的理想更高：他打算建造一个垂直农场，也就是要在摩天大楼里种地!

瞧瞧他设计出的垂直农场的雏形吧：把城市中的摩天大楼变成自给自足的粮食生产中心，它占地只有一亩，楼高30层，一边生产水果、蔬菜和谷物，一边产生清洁能源、净化污水。按照设计，垂直农场采用无土溶液栽培方式，每一层楼都是一片农地，具有高度集成的高效率灌溉系统，所有农作物都在受控制的环境中生长，并使用电子监控来检验作物是否成熟。全年365天不间断地种植、收割。其能源来自太阳能和风力涡轮。这里没有废物，植物茎须、颗粒(如玉米杆和麦麸)等植物废料先被加工成粉末状，然后压缩成可全部燃烧的燃料颗粒。农场底部的污水处理设施可以将污水中的有机物分离出来，制成燃料，用于发电，净化后的污水还可用于植物灌溉。

戴斯波米尔教授估计，约150栋此类建筑物便能供应纽约全市1年的饮食所需。利用现有的绿色建筑系统，这种垂直农场不仅能实现自给自足，还能为城市居民提供新鲜食品，净化城市环境。

为什么要在城市中建设垂直农场呢々专家告诉我们，在可控环境下种植农作物好处多多：

第一、城市中没有家畜，因此不会通过未经处理的废物传播疾病；

第二、不会因天灾造成农作物大规模减产；

第三、“无赖”转基因品种进入“天然”植物世界的可能性微乎其微。所有农作物都可以通过有机栽培方式生长，不会使用除草剂、杀虫剂或农药，保证农产品都无害；

第四、规模化的集中生产方式，方便有机废物回收、城市污水处理和新能源的生产利用。

到2050年，全球80％的人口将居住在城市。另外，城市已经拥有建设垂直农场所需的密度和基础设施，而“超绿色”摩天大楼不仅生产粮食，还能供应能源，创造真正意义上的自给自足的环境。

戴斯波米尔教授非常自信地表示，垂直农场能种植的农作物会超过100种。草莓、香蕉、西红柿等都不是问题。

科学家还从宇航局那里得到了能在室内生长的植物名单。原来，宇航局拥有一个庞大的水耕法项目。遗传工程也将在垂直农场发挥重要作用，因为有很多植物我们尚不知道如何在

一座30层楼高的农场能为5万人提供1年的粮食和饮用水，建造这样的一座“垂直农场”需要数十亿美元。建设一个小些、简单些的垂直农场可能也需要2亿美元。

虽然垂直农场所需的技术大多数都已经具备，许多设计师和建筑师都在随后提出各种垂直农场方案，但由于所需的昂贵资金和人们观念的有待转变等问题，“垂直农场”到目前为止还只是一种理想模式。但是，戴斯波米尔教授对此充满了信心，并希望能将“垂直农场”推广至中国和印度这些农业大国。他说：“我们对垂直农场所倾注的精力和关注，并不亚于其他科学家所致力的登月计划。毕竟我们所要解决的问题是很现实的，这将使全球人类不必担心下一顿饭将从何而来。”据戴斯波米尔教授估计，若想将高科技农业实验同最新建筑设计完美结合起来，还需要农业经济学家、建筑师、农艺学家和城市规划者一起用4～6年时间来解决这个问题。

而建造这种摩天大楼所需要的昂贵费用，除了政府的扶持，还需要一些慈善家的鼎力支持。

自然环境恶化，有人提出“生物圈”

自1940年以来，由于科学技术的进步，人类生产、生活和探险的足迹遍及全球。据统计，87％的陆地已受到人类活动的干扰，仅有3％的地方没有人类涉足。现在全球人口已达60多亿，而且每年仍以9 000多万的速度在递增。在那些有人居住的地方，人类为了生存，将大部分的自然生态系统改造为城镇和农田，原有的生态系统结构及功能退化，有的甚至已失去了生产力。随着人口的持续增长，对自然资源的需求也在增加。环境污染、植被破坏、土地退化、水资源短缺、气候变化、生物多样性丧失等增加了对全球自然生态系统的胁迫。人类面临着合理恢复、保护和开发自然资源的挑战。在这种背景下，有人提出了向太空移民的设想，也有人提出了“我们只有一个地球”的呼吁。生物圈二号就是在这种背景下产生的。生物圈二-8是地球的缩影

按照设计思想，地球是生物圈一号，生物圈二号是地球的缩影。人类如果能在这个模拟的地球中生活下去，就不怕地球环境恶化和资源枯竭，实在不行了就在人类控制的“地球”中生存。这个大科学工程从1986年设计，次年动工，至1991年完工，共花费1，5亿美元。它采用了全封闭的钢筋与玻璃结构，仅有阳光、电和信息与外界相通。其面积相当于3个足球场大，引入了3 800多种生物布置成森林生态系统、草地生态系统、水和沼泽生态系统、农田生态系统和海洋生态系统，还有供研究和生活用的楼房和人造风雨设施。

生物圈二号的设计寿命为100年，科学家们希望通过人在这个系统中能实现长期自给自足的生活，从而为人类开发太空、建立生存模型、探讨人与生物间关系、保护生态环境、实现可持续发展等提供依据。

人类还远不了解地球

但结果却令人遗憾：18个月之后，“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21％降至14％，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。刚开始，科学家们每天还可以到“海洋”中去畅游一番，但海水富营养化后形成的赤潮使人望而生畏。

科学家们检讨了实验失败的原因：人工控制系统不同于自然界，大而全的设计导致了顾此失彼。生物圈二号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，现在最好的办法还是保护和利用好地球，保护环境和恢复生态是实现人类可持续发展的必由之路。

水耕栽培

“垂直农场”里的作物将采取水耕栽培的方式。水耕栽培是无土栽培的主要方式之一，即将植物直接种植在营养液中。经过大量的科学研究表明，植物并不一定必须种在土壤里才能生长。人们通过对植物生长机理的研究，发现土壤的作用是为植物供应充足的水气肥。如果能够满足植物根系对水气肥的需求，就是没有土壤也能让植物正常生长。采用营养液水培技术，可以克服作物的连作障碍。在传统的土耕方式中，同一地块连年栽培同一种作物，会出现生长发育不良现象，甚至枯萎死苗。其主要原因是病虫害在同一块地上残留积累，导致栽培下一茬植物时感染致病；另一方面是由于在同一地块上施用相同类型的化肥，导致某些盐类的过剩积累。而采用水培方式，虽然每茬收获后也会在苗床残留一些病菌和盐分，但可以通过清洗消毒的方式得以解决。

国家的兴旺、民族的强盛需要国民整体素质的提高。从2003年起，中国科协组织各级科协和学会在全国范围内开展了全国科普日活动。并从2005年开始，每年9月第三周公休日举办全国科普日活动。2009年的科普日时间为9月18-25日，主题为“节约能源资源，保护生态环境，保障安全健康!”