如果每座城市都能将食物总量的10%种植在室内将会是什么样子呢？这一转变能解放88.1万平方公里的农业用地，如果把它们转化成森林，这些树木能够清除大气中25年的碳含量。-迪克森·迪斯波米亚《垂直农场：21世纪供养全球人口》
根据联合国粮食及农业组织2017年的报告，农业，林业和其他土地用途的
碳排放占总排放量的21％。 未来40年之后，全球人口将可能达到92亿，但是可用于农业的耕地只占地球表面的37%。土地、粮食和环境之间矛盾显得愈发激烈。
来自美国哥伦比亚大学教授迪克森·迪斯波米亚为此构想了一种垂直农场模式，那么什么是垂直农场呢？
垂直农场类似于高楼的发展模式，在摩天大楼里通过技术手段模拟农业生物所需的水、阳光以及温度等生长环境，促进农作物的生长。简单的说就是在高楼大厦里进行各种农业生产，充分利用可再生的资源和温室技术，大幅度提高农业产量和土地利用率的一种新型农业发展模式。
我们常说的农场的核心定位还是在乡村，然而垂直农场却是以城市为核心的农场开发模式，即，在高楼大厦间种田种菜，实现城市资源的可持续利用。那么，垂直农场在现实中到底会是怎样的呢？
在城市中心大规模实施的垂直农业具有以下巨大潜力：
1。以可持续的方式提供足够的食物，以便在可预见的未来为人类提供舒适的食物;
2.允许大片土地恢复自然景观，恢复生态系统功能和服务;
3.安全有效地利用人类和农业废弃物的有机部分通过甲烷生成来产生能量，同时显着减少害虫的数量（例如，老鼠，蟑螂）;
4.修复黑水，为保护饮用水创造急需的新战略;
5.利用废弃和未使用的城市空间;
6.打破与受到污染的环境相关的疾病病原体的传播周期;
7.允许全年粮食生产，不会因气候变化或与天气有关的事件而导致产量损失;
8.消除大规模使用农药和除草剂的需要;
9.为农业化学工业提供重要的新角色（即为各种商业上可行的植物物种设计和生产安全的，化学定义的饮食;
10.创造一种鼓励可持续城市生活，促进健康状况的环境所有选择住在城市的人都是如此。所有这些听起来都不可能真实，但仔细分析会发现，这些都是现实的，可实现的目标，因为一些新技术的全面发展。为各种商业上可行的植物物种设计和生产安全的，化学定义的饮食; 11.创造一个鼓励可持续城市生活的环境，为所有选择居住在城市的人们提供良好的健康状况。所有这些听起来都可能听起来不太好，但仔细分析将表明，鉴于一些新技术的全面发展，这些都是现实和可实现的目标。为各种商业上可行的植物物种设计和生产安全的，化学定义的饮食; 12.创造一个鼓励可持续城市生活的环境，为所有选择居住在城市的人们提供良好的健康状况。所有这些听起来都可能听起来不太好，但仔细分析将表明，鉴于一些新技术的全面发展，这些都是现实和可实现的目标。
可以种植大量的绿色蔬菜
农业温室气体排放中有一半来自南美洲养牛和种植大豆、东南亚种植油棕榈树砍伐森林所产生的二氧化碳，另一大部分来自牲畜和稻田释放的大量甲烷，其余是肥料释放的一氧化二氮。同样的，大豆和稻米也都不太适合于种植在垂直农场。但绿色蔬菜作物是种于垂直农场的极佳选择。研究人员表示，垂直农场中一公顷的种植面积，相当于室外田地十倍的种植面积。每年500m²的种植面积可生产50吨蔬菜。 用LED进行温室照明
来源：infeneon
研究人员表示，LED具有的重大优势远不止
节能：不同植物品种在不同的生长阶段需要各种不同波长的灯光。要结果时，番茄秧和类似植物主要需要蓝光，蓝光在自然光中占很大比例，可促进光合作用。基于LED技术的现代光照系统可根据所需的波长进行设置，从而为每个植物品种提供相应的光谱。
LED不仅可发出不同波长的光，还可让植物体内产生特定的色素，就比如常见于北欧但秋冬季很难见到的红叶生菜。借助LED，这种生菜如今可以在本地生产，而无需再千里迢迢地从阳光充沛的意大利进口。
来源：Harry Goldstein
LED是增长的关键：日本工厂工厂协会在千叶大学校园内经营原型工厂。在这里，它研究不同的作物以及Advanced Agri，Future Green，Kyocera，Philips，Showa Denko和Toshiba等照明系统。
根据矢野研究所 2014年
市场研究报告，日本垂直农业产业的总收入在2013年为34亿日元（3120万美元）。根据统计数据，日本当年的国内蔬菜市场为22.53亿日元。日本内务省通信局，这意味着垂直农场占该国蔬菜市场的0.15％。
对垂直农场的兴趣从未如此高涨。Hayashi说，在日本之外，最活跃的市场是中国，
台湾和美国。随着概念的推广，新的混合动力车如雨后春笋般涌现。这些包括室内养殖场，鱼粪使植物受精，以及位于新泽西州纽瓦克的“aeroponics”基于物流的AeroFarms，它采用专有的喷嘴将植物根部用水和营养物雾化。最近的白皮书由投资公司Newbean资本在美国2017年15 2015年56计算商业仓库，鱼菜共生，和屋顶温室农场，起来，并指出至少有三个6500米2场正在建设中。
其中预计今年新开的最大的农场是大量的9300m2工厂正好位于西雅图南部。与大多数室内农场不同，Plenty将在垂直平面上种植植物，而Plenty的联合创始人兼首席科学官Nate Storey说。“想象一下，在他们两边都有产品种植的塔楼，”他解释道。“这种方向使我们可以将产品放入给定空间的三倍以上。
生产过程干净卫生
垂直农场相对传统室外农业具有相当大的环境优势，包括不采用农药及更有效地利用水资源。研究人员表示，植物工厂的用水效率是传统温室的30至50倍。许多植物工厂甚至不用清洗自己的产品。例如在蔬菜农场中，采收的植物就直接包装，非常干净，可以直接食用。
城市居民就近取菜
垂直农场生产的农产品定位的人群是本城市的居民，因此消费者们可以快速获取想要的食材，并且知道其实在哪栋大厦、哪个单位种植的，时不时还能去实地进行查看，买的放心，吃的安心。
减少隐含碳排
减少
运输作物所用的燃料（被称为作物里程）也是城市垂直农场的一个优势。
尽管这些优点看起来非常吸引人，也有很多研究人员表示，垂直农场要想大面积的推行，可能还有很多的改进空间。
成本过高
根据数据显示，蔬菜每1美元的生产成本里，20%－25%是
电力成本，包括了灯光照明、空调通暖、通风、水泵等多种成本。但这不是最高的，最高的成本是前期设备投入和厂房的折旧率，占到了总成本的 30%－35%。这两部分加起来，超过总成本的一半。即使随着技术的发展，有很多成本（如LED用电成本）会越来越低，一些其他的维护成本也将成为阻碍垂直农场发展的一个重要因素。
总碳排高
很多研究者表示，建造高层楼房本身其实是一种非环保的行为，能耗高，排碳量大。在高楼中建造垂直农场，这个行为本身就非常具有争议性。
技术要求高
垂直农场对技术及管理人员素质都要求较高，没有达到这个技术，其风险性较高，比如病虫害控制着一块，如果控制不好，那么对城市发展弊大于利。
食物的局限性
如前文所提到，在垂直农场中很多作物都是不适宜种植的，尤其是一些被人们视为主要食物的作物（大豆，水稻等）。虽然绿色蔬菜产量高，它们却不能作为人们的重要食物。因此，许多研究者表示，垂直农场的存在有一些本末倒置。
总而言之，垂直农场是一个减少碳排放，减缓气候变化和好方案。但由于一些更为实际的
问题，垂直农场短时间内难以成规模发展，还需要更多的技术及理论支持。
