产业观察 | 智慧城市的“菜篮子”—— 城市农业

在人口与环境、资源与粮食危机多重压力下,传统农业生产业已成为“一个濒危物种”,只有通过研究和创新,各国才能克服气候条件不稳定、耕地有限、水资源和能源资源有限以及世界人口快速增长等日益严峻的挑战。

为什么台风“利奇马”致沿海受灾,却影响北京菜价?为什么广东出台“猪十条”,要给市长"定任务"养猪?因为城市越来越大,耕地面积越来越小!因为需求越来越多,农民越来越少!智慧让农耕从农场转向城市,且看未来食物如何满足明天的城市需求!

Photo by 贝莉儿 NG on Unsplash

联合国经济和社会事务部(UN DESA)公布的《2018年世界城市化趋势》预测,2050年全球城市人口将增加25亿。央视网《超级工程(第三季)纵横中国》指出,一座2000万人口的城市仅中午一顿饭就要消耗1万吨食物。广州市粮食局统计表明,2017年广州市全市消费粮食842万吨(原粮计),其中城乡居民口粮消费319万吨,而本地自产仅占3.2%——日益增长的城市人口带来的粮食需求业已成为城市发展必须重点考虑的难点之一。

与此同时,气候变化和集约化农业对土地和水资源的弊端使得农业生产面临巨大挑战。在大智移云物等新一代信息技术引领下,传统农业升级在即,城市农业在智慧引领下不断突破,成为未来城市不可或缺的食物来源。

源起:城镇化进程中城市农业悄然崛起

城市农业的概念起源于19世纪末英国社会活动家E.霍华德提出的田园城市概念,联合国粮食及农业组织将城市农业定义为在城市范围内的小片区域(如空置的地块、住宅的后院和阳台)开展作物和牲畜生产。城市农业因其生产周期短、产出率高(城市菜地产出率超出农村生产单位15倍以上)、节省运输/包装和储存费用、减少城市温室气体排放、带动就业等先天优势成为城市未来发展的必然趋势。

图1. 城市农业发展历程

资料来源:有机会,华夏幸福产业研究院整理

1949-2017年,中国人口从5.4亿增长到13.9亿,城镇化率从10.64%增长到58.52%,城市人口的不断增长正逐侵蚀城市的绿色空间。从上海城市农业区、深圳废旧工厂改造成的城市农场,到北京三元里社区菜园……种种迹象表明,在高楼林立的城市空间中,城市居民渴望回归在农耕中自给自足的日子。据淘宝数据显示,蔬菜种子搜索量近两年呈现明显的增长,这背后是中国城市农业正在悄悄崛起!

图2. 城市人口越越来越多,耕地面积越来越小

城市农业的目标是在城市中种植农作物,根据种植环境是否可控,产新君将城市农业为分两类,一是种植环境不可控,即传统意义上的城市农场;二是种植环境可控,其最具代表意义的就是垂直农场——一种新型的室内种植方式。

城市农场:基于开放空间中打造田园城市

城市农场有两种表现形式,一是利用家庭阳台、住宅的后院或者小区公共绿地发展“社区农业”,如在加拿大、新西兰和美国比较流行的“共享后院”;二是在城市郊区聚集的城市农场,聚焦于体验、观光等功能。

表1. 城市农场典型案例

资料来源:growninthecity.com,华夏幸福产业研究院整理

“扼住中国互联网的咽喉”的后厂村路,也是“一侧繁华,一侧繁花”,中国最顶尖的IT产业园区与城市农业在后厂村路上“和平共处,相得益彰”,土井村航空蔬菜花卉观光采摘园和东北旺农业基地可能不是离市中心最近的城市农业基地,但绝对是离中国最前沿科技最近的城市农场。

图3. 一侧繁华,一侧繁花的后厂村路

地图来源:百度地图

垂直农场:受控环境下的城市农业新趋势

在智慧城市建设中,人类在控制室内环境方面取得了长足的进步,也使得垂直农场这一老概念焕发了新活力。垂直农场是一种在垂直堆叠的层或垂直倾斜的表面中生产食品的农业方法,它通过在室内模拟最适宜植物生长的户外环境,在能源和水的效率方面具备巨大的环境效益。这些垂直农场直接建在城市中心,可以减少传统食物供应链造成的严重环境足迹和拥挤,同时严格控制的室内环境使得这些农场生产的食品无农药和污染,质量上乘。与此同时,农场的可扩展性意味着它们可以满足城市日益增长的需求。

1、新加坡:城市农业突破空间障碍提供食物

新加坡Sky Greens是世界上第一个低碳、水力驱动的垂直农场。使用绿色城市解决方案,以最小的土地、水和能源资源实现安全、新鲜和美味的蔬菜生产。Sky Greens垂直农业系统由安装在A形铝框架上的生长槽的旋转层组成。框架可高达9米,有38层生长槽,可适应土壤或水培的不同生长介质。水槽围绕铝框架旋转,以确保植物通过结构中的不同点时获得均匀的阳光、灌溉和营养。据统计,新加坡本地农产品产量仅占消费量7%,由此可见,Sky Greens作为一个突破性的城市农业项目将为新加坡开辟农业生产新路径。

表2. Sky Greens “三高三低”六大特性

图4. Sky Greens Vertical Farming

图片来源:skygreens.com

2、迪拜:城市农业突破环境障碍提供食物

迪拜炎热的天气成为传统农业面临的巨大问题,因此垂直农业成为迪拜解决传统农业问题的主要出路。2018年11月阿联酋航空餐饮公司宣布建设的垂直农场就位于迪拜世界中心,投资约4000万美元,占地18亩,生产无除草剂和无农药的绿叶蔬菜,用水量更比室外种植减少99%,每天将收获2700公斤蔬菜,年产量相当于5463.2亩农田。2019年5月,Machou公布迪拜高线公园设计,其设计理念是将其打造成为世界上最长城市农业公园。迪拜高线公园由谢赫扎伊德大道改建而来,通过将原本的高速埋入地下,将此前未充分利用的土地,转变成了25公里长350公顷大小的都市农业场地。公园中的80%为农业用地,其中包括多种类型的可控室内环境,以及露天椰枣树林场。其中产出的几种作物,在极大地满足了商业需求的同时也产生了积极的蝴蝶效应:通过减少运输与储存蔬菜过程中的环境足迹,形成了真正的农场-餐桌模式(farm-to-table)。

图5. 迪拜高线公园

图片来源:Machou Architects Group

3、美国AeroFarms:城市农业突破空间限制走进“客厅”

为应对城市农田不断流失,AeroFarms公司在美国特拉华州第三大城市纽瓦克市尝试建设垂直农场。该系统由用作垂直或纵向堆叠的构建块的模块组成,其大小支持高度自定义。其总部农场占地面积约9.8亩,年产量高达900吨,而位于菲利普学院食堂的“学校农场”占地面积仅为4.7平方米。

图6. AeroFarms 垂直农场

图片来源:aerofarms.com

在人口与环境、资源与粮食危机多重压力下,传统农业生产业已成为“一个濒危物种”,只有通过研究和创新,各国才能克服气候条件不稳定、耕地有限、水资源和能源资源有限以及世界人口快速增长等日益严峻的挑战。诚然,城市农业并不能完全解决城市居民不断增长的食物需求,但是在新技术新概念的推动下,城市农业逐步摆脱自然环境的束缚和制约,将成为城市居民“舌尖上幸福”的有益补充,也是未来城市发展的可选项。

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