到2050年，世界人口預(yù)計(jì)將達(dá)到90億。另一方面，由于氣候變化，農(nóng)作物產(chǎn)量將減少四分之一以上。 人們必須思考并制定策略來應(yīng)對全球糧食供應(yīng)日益減少的問題。

一家位于巴塞羅那的設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)了一個(gè) 200 萬平方英尺（186,000 平方米）的浮動農(nóng)場，由太陽能供電。 如果這種智能浮動農(nóng)場能夠?qū)崿F(xiàn)，那么未來的農(nóng)場將能夠在近海、公海或大型水體表面自動運(yùn)行（圖1）。 據(jù)設(shè)計(jì)者測算，像這樣的普通漂浮智慧農(nóng)場每年可生產(chǎn)蔬菜約8152噸，魚類1703噸，總計(jì)近萬噸糧食。

圖1：集水培蔬菜、水產(chǎn)養(yǎng)殖和可再生能源于一體的垂直多層浮動農(nóng)場，可以在一年中的任何時(shí)間和任何氣候條件下生產(chǎn)食物（來源：）

這個(gè)智能漂浮農(nóng)場共三層，具有多種農(nóng)業(yè)新技術(shù)特點(diǎn)，所涉及的技術(shù)已在世界各地廣泛應(yīng)用。 由于智能農(nóng)場的各個(gè)組成部分均采用模塊化設(shè)計(jì)，因此可以在人口密集的地區(qū)將多個(gè)浮動農(nóng)場組合在一起（圖2），從而提高農(nóng)場的生產(chǎn)效率，滿足廣大居民的需求。

圖2.大量能源供應(yīng)來自屋頂?shù)奶柲茈姵匕澹▉碓矗海?/p>

農(nóng)場的頂層由三部分組成。 第一部分：雨水收集裝置，可以收集雨水用于灌溉，節(jié)約用水。 第二部分：太陽能光伏板（圖2），它可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為農(nóng)場提供電力，例如為蔬菜的光合作用提供人造光。 同時(shí)，農(nóng)場還可以配備微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、潮汐發(fā)電機(jī)和沼氣發(fā)電機(jī)。 這不僅充分利用了自然界的可再生資源，而且還可以讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的生物廢棄物通過沼氣發(fā)電系統(tǒng)得到利用，同時(shí)也消除了這些生物廢棄物。 第三部分：天窗系統(tǒng)可以在陽光充足的情況下為植物生長提供陽光，從而節(jié)省人工照明系統(tǒng)的能源。

農(nóng)場二樓是整個(gè)農(nóng)場最重要的部分，也是主要糧食生產(chǎn)區(qū)：蔬菜生菜區(qū)（圖3）。 它包括小型氣候控制室和用于農(nóng)作物種植的自動水培系統(tǒng)。 這種自動化水培系統(tǒng)是一種在營養(yǎng)液中培育蔬菜的無土栽培技術(shù)。 它不需要土壤和土地，不受氣候影響。 這確保了蔬菜和水果可以在全年任何氣候下隨時(shí)生產(chǎn)。 另外，由于經(jīng)過滅菌的營養(yǎng)液中含有植物生長所需的養(yǎng)分，因此可以在播種前對種子進(jìn)行滅菌處理，從而保證整個(gè)生產(chǎn)過程無菌、無蟲害，絕對有機(jī)。 因此，水培系統(tǒng)既不需要自然降水（但可以利用自然降水），也不需要肥沃的土壤和噴灑農(nóng)藥，因此可以有效地服務(wù)于干旱地區(qū)或土壤貧瘠地區(qū)的居民。 由于水培系統(tǒng)也是模塊化設(shè)計(jì)，多個(gè)水培模塊也可以堆疊組裝，從而可以在更小的空間內(nèi)生產(chǎn)大量的蔬菜。

圖3：懸浮式水培蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)可以占用更少的空間生產(chǎn)更多的蔬菜（來源：）

最后，底層被設(shè)計(jì)為近海水產(chǎn)養(yǎng)殖場。 外部采用防風(fēng)防浪設(shè)計(jì)，并增設(shè)防護(hù)網(wǎng)。 內(nèi)部有供水系統(tǒng)和海水淡化車間（圖4）。 還包括一個(gè)孵化車間，用于魚卵的孵化和孵化。 苗圃車間。 屠宰車間、包裝車間、儲藏車間可直接加工、包裝水產(chǎn)品。 整個(gè)農(nóng)場中不用于種植和養(yǎng)殖的空間是服務(wù)通道和人行道。

圖4：底層是水產(chǎn)養(yǎng)殖場（來源：）

該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者聲稱，為了盡可能減少人工干預(yù)，智能浮動農(nóng)場的設(shè)計(jì)目的是使整個(gè)農(nóng)場的運(yùn)行盡可能完全自動化。 那么如何實(shí)現(xiàn)呢？ 最關(guān)鍵的一點(diǎn)是在整個(gè)農(nóng)場安裝各種傳感器，并依靠“物聯(lián)網(wǎng)”來報(bào)告這些數(shù)據(jù)，最終幫助農(nóng)場始終保持最高的運(yùn)營效率。 同時(shí)，還可以利用大數(shù)據(jù)分析來分析某個(gè)地區(qū)的人們喜歡吃什么蔬菜水果，需要什么蔬菜水果，需要多少。 這樣，就可以根據(jù)區(qū)域的需求，采用不同的模塊，打造出能夠滿足區(qū)域內(nèi)人們需求的“定制”智能浮動農(nóng)場。 例如：某個(gè)地區(qū)的人們通常吃魚少，蔬菜多，那么我們可以多安裝水培蔬菜模塊，少安裝水產(chǎn)養(yǎng)殖模塊（圖5）。

圖5：水上農(nóng)場可以生產(chǎn)各種蔬菜、水果、香料和魚類（來源：）

智能浮動農(nóng)場項(xiàng)目總監(jiān)F. Ponce在其公司網(wǎng)站上表示：“面對城市擴(kuò)張、土地流失和氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，我相信像智能浮動農(nóng)場這樣的智能浮動農(nóng)場可以幫助我們改變現(xiàn)狀面對現(xiàn)在和未來。 設(shè)計(jì)師認(rèn)為，由于智能漂浮農(nóng)場的整個(gè)設(shè)計(jì)具有高度的靈活性，因此是特大城市和沿線人口稠密地區(qū)的理想選擇沿海地區(qū)（圖6），如洛杉磯、紐約、芝加哥、西雅圖、東京、新加坡、孟買、雅加達(dá)、開羅、香港、上海、圣保羅、大阪、曼谷、深圳、伊斯坦布爾、蒙特利爾、首爾、卡拉奇、悉尼等沿海大城市。

圖6：足夠的靈活性讓智能浮動農(nóng)場在沿海大城市得到廣泛應(yīng)用，滿足當(dāng)?shù)丶Z食生產(chǎn)需求（來源：）

雖然這種智能浮動農(nóng)場目前只存在于設(shè)計(jì)師的圖紙上，但構(gòu)成農(nóng)場所需的各種技術(shù)和設(shè)施已經(jīng)在世界各地的農(nóng)場中使用。

例如，2014年下半年，英國第一個(gè)浮動太陽能發(fā)電場在英國伯克郡揭幕（圖7）。 這個(gè)農(nóng)場只是在開闊的湖面上組裝了一個(gè)太陽能光伏電站，為岸邊的農(nóng)場提供電力，但這也從一個(gè)方面說明了這項(xiàng)技術(shù)的可行性。 據(jù)悉，類似的浮動太陽能發(fā)電系統(tǒng)也出現(xiàn)在法國和印度。

日本還計(jì)劃在大阪附近安裝世界上最大的浮動太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電量將達(dá)到1.7兆瓦。 這只是法國公司 Ciel et Terre、日本太陽能巨頭京瓷公司和東京世紀(jì)租賃公司正在開發(fā)的 60 兆瓦目標(biāo)項(xiàng)目的一部分。

圖7：英國伯克郡的浮動太陽能光伏電站（來源：Ciel et Terre）

此外，智慧漂浮農(nóng)場最重要的部分：水培無土蔬菜栽培系統(tǒng)已經(jīng)在各類“智慧城市農(nóng)場”中得到應(yīng)用（圖8）。 如果整個(gè)生產(chǎn)過程采用無蟲害無菌系統(tǒng)，就可以絕對綠色有機(jī)。 它可以實(shí)現(xiàn)從農(nóng)場到餐桌。 蔬菜可以不用漂洗直接在鍋里煮，也可以直接當(dāng)蔬菜沙拉吃（圖8右下）。 因此，通過有效整合現(xiàn)有的各種技術(shù)和設(shè)施，實(shí)現(xiàn)智能浮動農(nóng)場并不是一件很困難的事情。

圖8：水培蔬菜種植系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于智慧城市農(nóng)場，水培蔬菜的根部非常干凈，沒有任何土壤（右下角）（來源：..ie）

對于中國來說，隨著城市化的推進(jìn)，越來越多的人將離開農(nóng)村進(jìn)入城市。 因此，發(fā)展都市農(nóng)業(yè)比以往任何時(shí)候都更加重要。 這些太陽能智能浮動農(nóng)場不僅可以減少當(dāng)?shù)貙Z食投入的依賴，還可以減少糧食從外地農(nóng)場到餐桌的運(yùn)輸里程。 它們也非常符合我們保護(hù)農(nóng)田、保護(hù)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的需要。

參考：

巨型太陽能發(fā)電場可發(fā)電 8,000 噸。

我們的農(nóng)場有嗎？

：英國第一個(gè)太陽能發(fā)電廠位于 。

【彩蛋】奇幻創(chuàng)造新人類，讓我們來看看那些令人難以抗拒的奇幻設(shè)計(jì)。

荷蘭公司設(shè)計(jì)的海上城市草圖.圖片

日本公司設(shè)計(jì)的睡蓮城.圖片

深海養(yǎng)殖.圖片

19世紀(jì)法國科幻作家儒勒·凡爾納的小說《海底兩萬里》描述了海底熱能轉(zhuǎn)換的場景。 圖片

周彬彬是愛爾蘭都柏林大學(xué)博士后，研究方向?yàn)樾←溩魑锟共∮N。