کشاورزی عمودی: آینده کشاورزی شهری

توسعه باغبانی در برج های غول پیکر: این می تواند راه حل تغذیه 9 میلیارد انسان در سال 2050 باشد که 80٪ آنها ساکنان شهری هستند.

نیویورک سال 2050: یک ساختمان عظیم الجثه به شکل سنجاقک در نوک جنوبی جزیره روزولت، در وسط رودخانه شرقی قرار دارد. 600 متر بلندی، دو بال شیشه ای آن باغ ها، باغ های سبزیجات ، مزارع برنج ، مزارع گندم و مرغزارهای گاوها را چرا می دهد. این ساختمان علمی تخیلی که در سال 2009 توسط معمار بلژیکی وینسنت کالبهوت طراحی شد، دیدنی ترین پروژه مزرعه عمودی ارائه شده در دهه گذشته است. بیشتر آن‌ها در صندوقچه ها باقی خواهند ماند زیرا این چشم اندازهای آینده نگرانه عمدتاً برای آگاهی بخشیدن به مقامات و مردم نسبت به مفهومی است که احتمالاً یکی از چالش های بزرگ قرن بیست و یکم را برآورده می‌کند: تولید مواد غذایی مضاعف در طی چهل سال برای تأمین 9 میلیارد انسان.

چه کسی این مفهوم کشاورزی عمودی شهری را ابداع کرده است؟

این طرح در سال 1999 توسط دیكسون دسپومیر، میكروبیولوژیست آمریكایی، استاد بهداشت عمومی و محیط زیست در دانشگاه كلمبیا در نیویورك نظریه پردازی شد. براساس پیش بینی‌های سازمان ملل: تا سال 2050، این سیاره 3 میلیارد نفر دیگر جمعیت خواهد داشت و 80٪ از جمعیت جهان در شهرها زندگی می کنند. دسپومیر برای تغذیه آن محاسبه کرد که با تکنیک‌های کشاورزی کنونی، 1 میلیارد هکتار محصول اضافی، تقریباً به اندازه کانادا، مورد نیاز است. با این حال ، او توضیح می دهد، 80٪ از زمین‌های قابل کشت در حال حاضر مورد بهره‌برداری قرار گرفته است‌، و بسیاری از مناطق جنگلی نیز برای کشاورزی مورد بهره‌برداری قرار گرفته است که اثرات فاجعه باری بر محیط زیست و تنوع زیستی به همراه دارد. به خصوص که گسترش شهرها نیز باعث کاهش سطح خاک‌های قابل کشت می‌شود. به همین دلیل سازمان ملل متحد توسعه کشاورزی شهری را تشویق می‌کند. روشی که از اوایل سال 2000 به اشکال مختلف گسترش یافته است: کاشت در پشت بام‌ها و تراس‌ها، در مزارع قهوه‌ای ، باغ‌های مشترک یا جمعی و ... اما به گفته دسپومیر، مساحت کل این قطعات برای پوشش غذاهای آینده هرگز کافی نخواهد بود. از این رو ایده او مبنی بر روی هم قرار دادن محصولات و دام‌ها در چندین طبقه در قلب شهرها مطرح شد.

مزرعه عمودی چیست و چه مزایای فنی دارد؟

مزرعه‌ی عمودی ساختمانی است که در آن میوه‌ها و سبزیجات در مقیاس وسیع با استفاده از تکنیک‌های مشابه گلخانه‌ها کشت می‌شوند. گیاهان در آنجا توسط روش‌های هیدروپونیک و سایر روش‌های کشت نوین رشد می‌کنند و با محلول متشکل از آب مقطر و مواد مغذی آبیاری می‌شوند. به گفته دسپومیر‌، بخشی از این مخلوط که توسط گیاهان جذب نمی شود، می تواند بازیافت شود، که باعث کاهش 70 درصدی مصرف آب آن‌ها می‌شود. این محقق اشاره کرد که این گلخانه‌های عظیم نیازی به سموم دفع آفات ندارند، زیرا محصولات به اندازه خطرات آب و هوایی در برابر حشرات و باکتری‌ها محافظت می‌شوند. نور مصنوعی آن‌ها، دما را ثابت نگه می‌دارد، رشد گیاه را تسریع می‌کند و برداشت محصول را در تمام طول سال تضمین می‌کند. با بازدهی چهار تا شش برابر محصول بر روی زمین. طرفداران مزارع عمودی می‌گویند که آن‌ها اثرات مخرب توسعه‌ی شهری را از بین می‌برند. یعنی با کاهش فاصله‌ی مزارع تا شهرها علاوه بر کاهش هزینه‌های حمل و نقل، سرعت ارسال محصول افزایش می‌یابد، در نتیجه کیفیت و تازگی محصولات نیز بهبود خواهد یافت. این کار از انتشار دی اکسید کربن (CO2) به دلیل حمل و نقل و یخچال‌هایی که در حال حاضر استفاده می‌شوند جلوگیری می‌کند. تکثیر این ساختمان‌ها امکان بازگشت بسیاری از زمین‌های زیر کشت به حالت طبیعی و کاهش جنگل زدایی مربوط به گسترش آن‌ها را فراهم می‌کند. به گفته مدافعان آن‌ها، برج های كشاورزی ابزاری برای توسعه پایدار از طریق استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر (توربین‌های بادی، صفحات خورشیدی) و بازیافت پساب و پسماند، پس از متان سازی یا كمپوست هستند. دسپومیر تخمین می‌زند که یک مزرعه سی طبقه واحد می تواند 50 هزار نفر را تأمین کند.

اولین نمونه‌های اولیه کجا هستند و برای چه نتیجه‌ای حاصل می‌شوند؟

در حال حاضر، فناوری‌های لازم برای ساخت یک مزرعه غول پیکر شهری در دسترس است. یکی از پیشگامان در این زمینه، شرکت THE PLANT که از سال 2010 در کارخانه‌ی سابق به مساحت 24،000 متر مربع در شیکاگو شیکاگو شروع به فعالیت نمود. این مزرعه در سو طبقه طراحی شده است که به تولیدات جلبک می‌پردازد که اکوسیستم خود را بازآفرینی می‌کند. به عنوان مثال ، تولید "کامبوچا"، یک نوشیدنی بر پایه چای ترش، CO2 تولید می‌کند که گیاهان زراعی را تغذیه می‌کند و نیز آبی را تولید می‌کند که یک مزرعه ماهی تیلاپیا را تغذیه می‌کند و فضولات آن به عنوان کود گیاهان استفاده می‌شود. زباله‌های مزرعه به عنوان کمپوست استفاده می شود و به گاز متان تبدیل می‌شود و سپس به برق تبدیل می‌شود. مسئولان این پروژه بیان می‌دارند که در نهایت The Plant باید انرژی بیشتری از آنچه مصرف می‌کند تولید کند. از آن زمان پانزده مزرعه در ایالات متحده با این مدل ایجاد شده است.

از آسیا نباید گذشت. ژاپن که زمین‌های زراعی آن تنها 12 درصد از سطح آن را تشکیل می‌دهد، باید تقریباً تمام غلات و نیمی از گوشت مصرفی خود را وارد کند. دولت ژاپن از سال 2011 حدود 300 مزرعه عمودی را در انبارهای شهری سابق تاسیس نموده است. به نوبه خود، چین که وابستگی غذایی آن به کشورهای خارجی در حال افزایش است، در حال حاضر نزدیک به 80 مزرعه غول پیکر از این نوع ایجاد کرده است. اما در سنگاپور بود که اولین برج باغبانی واقعی به معنای دقیق آن در سال 2012 متولد شد. ایالت جزیره، که تنها 1.1٪ از زمین های قابل کشت را دارد و یکی از بالاترین تراکم جمعیت را در جهان دارد (7126 نفر در هر کیلومتر مربع) ، 97٪ مواد غذایی خود را وارد می کند. شرکت Sky Greensگلخانه‌هایی به ارتفاع 9 متر‌، معادل سه طبقه‌، اختراع کرد که سینی‌های دانه‌ای انباشته را در خود جای داده است. با مساحت فقط 6 متر مربع‌، آن‌ها به راحتی در فضای شهری قرار می‌گیرند و حتی می‌توانند بر روی سقف‌ها نیز ساخته شوند. به گفته دانیل چیا، مدیر این شرکت، 550 برج ساخته شده تا به امروز توسط Sky Greens ، 1 تن سبزیجات در روز تولید می کند، که 1٪ نیاز محلی است.

آیا این گلخانه های غول پیکر می توانند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند؟

هنوز هیچ تجزیه و تحلیل دقیق انجام نشده است که نشان دهد به دلیل صرفه‌جویی در هزینه حمل و نقل مواد غذایی و عدم استفاده از سموم دفع آفات، سودآوری آنها نسبت به محصولات معمولی بیشتر است. آندره توره ، مدیر تحقیق در INRA AgroParisTech، می‌گوید: "این مزارع در حال حضر بسیار کمتر از تعدادی ساخته شده‌اند که بتوانند قابل رقابت باشند. هزینه ساخت آن‌ها نیز می‌تواند به دلیل قیمت بسیار بالای زمین در شهرهایی مانند توکیو، دبی یا نیویورک بسیار سنگین باشد. مطالعه‌ای که توسط وزارت کشاورزی کانادا در سال 2010 انجام شد‌، تخمین می‌زند که یک مزرعه عمودی 60 هکتاری بیش از 100 میلیون دلار (75 میلیون یورو) هزینه خواهد داشت. علاوه بر این‌، لامپ‌های LEDکم مصرف که برای روشنایی محصولات زراعی مورد استفاده قرار می‌گیرند، گرمای قابل توجهی ایجاد می‌کنند که این امر باعث افزایش شدید هزینه انرژی و هزینه نهایی غذا می‌شود. به عنوان مثال، سبزیجات تولید شده توسط Sky Greensدر سنگاپور دو برابر انواع وارداتی به جزیره و 5-10٪ گرانتر از آن‌هایی است که در مزارع کشت می‌شوند.

راه حل پیشنهادی می‌تواند شامل ساختمانهای مختلط باشد که باغ‌های سبزیجات، خانه‌های مسکونی و دفاتر اداری را در خود جای دهد. بنابراین توسعه دهندگان املاک از بازگشت بهتر سرمایه بهره‌مند می‌شوند. این انتخاب گروه Plantagonاست که در پایان سال 2015 ساخت اولین مزرعه واقعی آسمان خراش در جهان در شهر Linköpingسوئد را آغاز نموده است. یک برج به ارتفاع 60 متر، شامل یک گلخانه 4335 متر مربعی در کل نمای جنوبی آن ساخته می‌شود، اما فقط یک سوم ساختمان را اشغال می‌کند و بقیه ساختمان به شرکت‌ها اجاره داده می‌شود. هانس هاسل‌، بنیانگذار Plantagonپیش‌بینی کرده است که سالانه 1500 تن میوه و سبزیجات به بازار عرضه شود.

در نهایت ، آیا آنها کاملاً زیست محیطی هستند؟

در یک گلخانه عمودی، نور مصنوعی می‌تواند میزان فتوسنتز CO2توسط گیاهان را دو برابر کند و در نتیجه رشد آن‌ها را تسریع کند. بنابراین این مزرعه بیش از یک مزرعه سنتی، گاز گلخانه‌ای تولید می‌کند. به همین ترتیب، محصولات بدون خاک نیاز به تغییر منظم محلول غذایی دارند که آن‌ها را آبیاری می‌کند. بنابراین ضروری است که CO2 و فاضلاب بازیافت شوند تا از تخلیه آن‌ها در شهر جلوگیری شود. ایجاد یک اکوسیستم مصنوعی در یک مدار بسته بسیار دشوار است و کاملاً متناقض با یک رویکرد اکولوژیکی. مگر اینکه مانند برج بازار لینپوکینگ که در یک سیستم محیطی یکپارچه جای گرفته است. این شهر در سال 1995 کارخانه پردازش زباله‌های بیوگاز را افتتاح کرد، که به عنوان سوخت اتوبوس‌های آن استفاده می‌شود و نیز آب گرم ساختمان‌ها تأمین می‌کند. با این کار گرمای حاصل از لامپ‌های LED در خانه‌های اطراف توزیع می‌شود.

آندره توره اذعان می کند: "مزارع عمودی می‌توانند در کشورهای در حال توسعه یا کشورهایی که بیابانزایی را تجربه می‌کنند مفید باشد اما به شرط اختراع سیستم‌های ساده و ارزان." این همان چیزی است که Haut-Savoyard Jean-Claude Rey در سال 2011 طراحی کرده است. شرکت او، Courtirey، برج های مکعبی سبزیجات به ارتفاع 12 متر و 144 متر مربع از کف را ارائه می‌دهد که از انرژی مورد نیاز آن از طریق سقف مجهز به صفحات خورشیدی تأمین می‌شود. هر برج ساخته شده از مواد بازیافتی، در مجموع 450 متر مربع از محصولات، برای عملکردی معادل یک باغ 1500 متر مربع دارد. و مهمتر از همه، ساخت آن فقط 100 یورو برای هر متر مربع هزینه دارد. نمونه اولیه 6 متری در سال 2013 در دبی افتتاح شد.