根據聯合國糧食及農業組織（FAO）之預測：2030年全球總人口將突破85億，2050年將會達到97億，若想要養活這麼多人口，全球糧食產量必須提高70%。然而，隨著城市化的加快，城市人口也越來越多，2050年全球城市人口將會再增加25億，全球2/3的人將生活在城市中。在上述的不可逆的趨勢下，全球耕地面積勢必遭到擠壓，要解決城市內部龐大人口的糧食供應問題，在摩天大樓里種植糧食蔬菜的「垂直農場」應運而出。
都會大樓從事農耕已非想像
垂直農場起源於「垂直農業」的概念，最早由美國地質學家Gilbert Ellis Bailey於1915年所提出：立意乃土壤養分帶來的最大效益。主要是因應工業化、城市化所造成生產土地面積縮小、動植物生活空間對農業的破壞，現代農業的應當具備前瞻性思維，以垂直、立體、循環的農業作為一種獲取食物、處理廢棄物的新途徑。2007年美國哥倫比亞大學教授Pohl提出在城市大樓推動「垂直農場」（Vertical Farming），主要任務在於解決資源與空間的充分利用，在於單位面積產量的最大化發揮，所形成的一種農業耕作方式。
荷蘭國土面積狹小且伴隨著城市化的不斷推進，國內耕地面積被日漸蠶食。職此，荷蘭「Except永續發展基金會」設計28層功能複合的垂直農場，相較一般的露天農業或溫室農業，Except的垂直農業技術並不需要日照陽光，反而以LED生長燈取代太陽光，透過不同的光譜配比的動態控制，讓不同植物得以24小時不間斷地生長，保障農作物生產單位可比普通溫室提高2倍以上的產量，較之露天作物更是提高30倍以上的產量。此外，Except更採用溫度調節、灌溉營養、數據傳感等精密技術，以促進農作物產量大幅提升。
垂直農場的優勢及劣勢
垂直農場在大樓層內通過技術手段模擬農業生物所需的水、陽光以及溫度等生長環境，促進農作物的生長。大幅度提高農業產量和土地利用率的一種新型農業發展模式具有以下優勢：（1）具備鄰近消費市場，尤其在食物消費地種植食物，節省從外地運輸所需的燃料，提高水肥利用率；（2）施種選擇具有靈活性，於室內種植對地點、氣溫、濕度、土壤成分等作物生長所需基本要素可以更進一步掌握；（3）由於是在室內種植，垂直農場不必擔心遭遇惡劣的氣候條件（如乾旱、洪水、疫情）等外在環境所限制。
垂直農場各樓層全年可以365天不間斷地種植及收割，但垂直農場仍有下列缺點：（1）垂直農場仍處於初階商業運轉階段，因耗能大且經營成本高，各國成型的商業運作模式必須倚靠龐大的消費市場；（2）水與能源乃垂直農場運作的關鍵，需要有完善的城市污水循環利用和能源供應系統作為配套，但造價經費成本高昂；（3）垂直農場概念誘人，但缺乏經濟性誘因勢必導致成本將超過利潤，畢竟利潤是投資者優先考慮的因素。
配合物籃網技術讓台灣發展垂直農場大有為
垂直農場從外型上和一般的辦公大樓沒有太大區別，各樓層都可以栽種各種各樣的農作物，根據不同農作物的生長特點進行科學的分層種植。所有農作物都會在人工智慧監控的環境下生長，根據作物的生長情況，調整農場內部之溫度、濕度、以及光等環境條件，來滿足作物生長的需求。另外，垂直農場採用自然生態系統中的食物鏈原理合理搭配動植物和微生物，達到能源的最大利用率。近期在物聯網（Internet of Things, IoT）技術的整合之下，垂直農場是一個完整的自給自足的生態系統，不僅包括農作物養殖，且涵蓋了從農作物生產到廢物管理的一系列的轉化過程。
作者/林士清
