Вертикальное сельское хозяйство в городских условиях

Доцент, Кандидат Архитектуры Разин А. Д.

Российский университет дружбы народов, Россия

Вертикальное сельское хозяйство в городских условиях

Все большую популярность среди масштабных архитектурных проектов завоевывает концепция вертикальных ферм, озвученная в апреле 2007 года профессором микробиологии и экологии Колумбийского университета доктором Дикосном Деспомъером (Dickson Despommier) в журнале Нью-Йорк. По словам профессора, это единственный выход накормить будущее население. По расчетам, группе архитекторов, экономистов, инженеров и агрономов потребуется около 10 лет, чтобы разработать проект здания, совмещающего последние разработки в области сельского хозяйства с новшествами эко-архитектуры. Вертикальные фермы – новое явление в сельском хозяйстве. Основываясь на достижениях гидропоники, аквапоники – вертикальные фермы станут следующим этапом в эволюции земледелия. Где площадь посева десяти-пятнадцати квадратных метров можно перенести на два-три квадрата занимаемой площади, но в несколько полок.

Дикосон Деспомъер (Dickson Despommier) проводил исследование концепции вертикальных ферм более 6 лет, и уверен, что такой подход к градостроительству поможет избежать экологической катастрофы.

Основополагающий момент - переосмысление процесса выращивания еды в целом. Ученые предлагают кардинально новые решения: перенести сельское хозяйство в городские небоскребы. Эти башни использовали бы гидропонные фермы (выращивание растений не в почве, а в специальном питательном растворе), чтобы сократить потребление энергии (они будут приведены в действие процессами, которые преобразовывают сточные воды в электричество) и производить больше пищи. Перенос сельского хозяйства в высоту также освободит большую площадь земли, которую можно будет восстановить под лес. Это поможет очистить атмосферу от углекислого газа. Еще один плюс, вертикальные фермы будут выращивать пищу рядом с местами ее потребления. Именно эти шаги, а не простое сокращения потребления энергии, предложенное Эль Гором, по мнению Дикосона Деспомъера, сможет значительно уменьшить содержание Со2 в атмосфере.

Еще одним стимулом поиска решений, стал факт о постоянном приросте населения Земли. По предварительным прогнозам демографов, к 2050 году около 80% населения земли будут проживать в городах. За этот период времени население увеличится приблизительно на 3 миллиарда. Сегодня, традиционное сельское хозяйство использует слишком много энергии и производят слишком мало продуктов для нашей растущей планеты. Если же ситуация в сельском хозяйстве не изменится в целом, то для того, чтобы прокормить такое количество людей понадобится территория площадью с Бразилию.

В настоящее время, более 80% земли, пригодной для выращивания зерновых культур, уже используется, и 15% от этой земли были разорены варварскими сельскохозяйственными методами. Также стоит упомянуть о стандартных фермерских технологиях, наносящих ущерб окружающей среде, и о системных недостатках инфраструктуры по доставке продуктов питания (продовольственный кризис во многом вызван не нехваткой еды как таковой, а неэффективным ее распределением). С каждым годом площадь плодородных земель сокращается. Так, если в 1950 году на каждого человека приходилось около 0,52 га, то через 50 лет эта цифра будет составлять не более 0,19 га. Очевидно, что дальше так продолжаться не может. Решить грядущие проблемы ученые пытаются различными способами: одни предлагают выращивать растения в пустынях, а другие – перенести фермы в города, дав толчок к развитию урбанистического "сельского" хозяйства.

Понятие "сельскохозяйственные работы в помещении" не ново с тех времен, как вошло в моду выращивание в теплицах помидоров, различных трав и прочих растительных культур. Стремление выращивать растения независимо от климата и времен года прослеживается с древнейших времен. Так, при раскопках в Помпее найдены остатки теплиц, покрытых тонкими пластинами из прозрачного камня. Новым ключевым моментом стала необходимость развития этой технологии для обеспечения продовольствием «дополнительных» 3 миллиардов человек. Должен быть применен качественно новый подход в ведении сельского хозяйства внутри помещений, где будут использованы ультрасовременные технологии. Конструкции, так называемые вертикальные фермы, прежде всего, должны быть эффективны (т. е. не требовать значительных затрат при строительстве и быть надежными и безопасными в использовании). Подобные вертикальные фермы, высотой в несколько уровней, будут расположены в самом сердце мировых городских центров. Кроме того, благодаря своей модульности, они смогут быть легко демонтированы и перевезены на другое место для установки. Если внедрение таких конструкций будет удачно осуществлено, это, несомненно, приведет к обновлению внешнего вида городов, росту их жизнеспособности, непрерывному циклу обеспечения их жителей проверенной и разнообразной продукцией (благодаря круглогодичному урожаю), а так же возможной нормализации экосистем, пострадавших в процессе ведения земельного сельского хозяйства.

Людям потребовалось 10 000 лет, чтобы научиться правильно выращивать большинство зерновых культур, и это мы считаем сегодня само собой разумеющимся. В процессе большая часть обрабатываемой земли оказалась сейчас истощена, превратившись из естественно плодородной экологически чистой почвы в полузасушливые пустыни. В то же самое время урбанизация достигла такого уровня, при котором уже 60 % населения живут в условиях города в высотных домах. Это означает, что, в первую очередь, мы, жители, оказались более защищены, однако растения и культуры, служащие для нас источником пищи, все же остаются подвержены суровым испытаниям и погодным условиям. И в этом случае всё, что мы можем делать, - это лишь уповать на милость природы. Однако теперь, из-за часто меняющихся погодных и климатических условий результаты остаются непредсказуемыми. Серьезные наводнения, длительные засухи, мощные ураганы 4-5 баллов и разрушительные муссоны ежегодно собирают свою дань, безвозвратно уничтожая миллионы тонн ценных зерновых культур. Неужели растения, которые нас кормят, не заслуживают того же уровня комфорта и защищенности, что присущи нам, людям? Время пока что работает на нас, чтобы научиться, как правильно выращивать сельскохозяйственную продукцию в специально оборудованных для этого, управляемых многоуровневых зданиях, размещенных в пределах городских центров.

Обобщенные характеристики проектов вертикальных ферм следующие. Полная энергетическая независимость, благодаря использованию солнечной и ветровой энергии; системы сбора и очитки воды, переработки СО2 и отходов, использование энергии биомассы; гибкая конструкция и возможность установки дополнительных юнитов; зеленые сады, вертикальные гидропонные и аэропонные участки для выращивания растений и зерновых культур, бассейны с рыбой, фермы с животными.

Все проекты предусматривают соседство с человеком. Так, продукты с вертикальных ферм поставляются в соседствующие магазины и рестораны. Помимо промышленных и общественных помещений, в здании находятся офисы и квартиры.

Преимущества вертикальных ферм:

· Исключены случаи неурожая из-за неблагоприятных погодных условий, засухи, наводнений или действия вредителей.

· Вся продукция, выращенная в Вертикальных Фермах, является экологически чистой: никаких гербицидов, пестицидов или удобрений.

· Вертикальные Фермы фактически устраняют естественные для сельского хозяйства водопотери, благодаря переработке использованной технической воды.

· Вертикальные Фермы служат естественному сохранению природных сельхозугодий, нормализуя функции и свойства естественной экосистемы.

· Вертикальные Фермы снижают уровень некоторых инфекционных заболеваний, свойственных сельскохозяйственной сфере.

· Вертикальные Фермы путем аккумулирования испарений технической воды, так называемой "серой" и "черной", преобразуют ее в питьевую воду.

· Вертикальные Фермы способствуют выработке энергоресурсов благодаря образованию метана в процессе компостирования непригодных для пищи остатков растительного и животного происхождения.

· Вертикальные Фермы значительно сокращают использование природного топлива (не требуется никаких тракторов, плугов и прочей массивной техники).

· Вертикальные Фермы превращают города в центры по выращиванию продукции, позволяя использовать городские условия, ранее не приспособленные для сельскохозяйственных нужд.

· Вертикальные Фермы обеспечивают городским центрам благоприятную окружающую среду, обеспечивая их жизнеспособность.

· Вертикальные Фермы создают новые рабочие места.

· Вертикальные Фермы могут действительно оказаться полезны в экстремальных ситуациях, например, при создании лагерей для беженцев.

· Вертикальные Фермы обеспечивают стабилизацию экономического кризиса в странах третьего мира.

Пока что вертикальные фермы – всего лишь впечатляющие причудливыми архитектурными формами футуристические проекты, хотя практически все необходимые технологии уже существуют. В данный момент профессор Деспомъер ищет спонсоров для запуска первого пилотного проекта. Скорее всего, для начала это будет не небоскреб, а небольшое здание в несколько этажей. Если проект окажется успешным, идею начнут воплощать в глобальном масштабе. Ученые пока ломают голову над экологической и экономической целесообразностью перехода от горизонтального к урбанистическому вертикальному фермерству. В миниатюрном масштабе испытать основополагающие принципы концепции может каждый, создав у себя дома миниатюрную гидропонную или аэропонную ферму.

1. Williams M. Deforesting the Earth. The University of Chicago Press. Chicago and London. 2003. P. 689.

2. IFA Agriculture Committee. Summary Report. Global Agricultural Situation and Fertilizer Consumption in 2000 and 2001. June 2001. (available online)

3. Walker-Bone K, Palmer KT. 2002. Musculoskeletal disorders in farmers and farm workers. Occup Med. 52:441-50.

4. Earth Policy Institute, "Deserts Advancing, Civilization Retreating", Earth Policy Institute, 3/03.