到底什麼是植物垂直工廠?所謂的“植物工廠” (垂直農場是指興建多層
式的建築物),指的是在設施內透過高度環境控制植物之生長環境(例如:光、環境、濕度、二氧化碳濃度、氧分、水分等)進行栽培,並對植物生長環境及生育狀況加以觀察,使香草、藥草、蔬菜等植物可進行全年計劃性生產的栽培。 而稱為“工廠”是因為農業生產模式將不受天候影響,具備定期、定品質、定量生產農作物的特點,頗類似於工業界的量產工廠。
植物工廠基本上可分為兩種型態:
一為“完全人工光控制型”植物工廠,其特徵為在封閉環境中不使用太陽光 照射,且控制環境進行全年計畫性生產;日本為此類型植物工廠的先進國家。 二為“太陽光利用型”植物工廠,特徵為在溫室等半封閉環境中,基本上利用太陽光進行照射,但在雨天、陰天時進行補光,並利用控制夏季高溫等技術進行全年計畫性生產;此外,“太陽光利用型”植物工場中,如配備人工光源, 也稱為“太陽光-人工光源並用型”植物工廠。荷蘭為此類型植物工廠的先進國 家。
2. 全球農業面臨嚴苛的挑戰 現階段全球農業面臨的問題與挑戰是非常嚴苛的,首先就是人口暴漲,兩個世紀前,世界的人口增長率都在 0.6以下,拜醫藥科技進步之賜,20 世紀 60 年代末期人口增長率達到 2.04 。
20 世紀初全球人口不足 17 億,2011 年達 71 億,依據聯合國人口基金會推
測,2050 年將達到 95 億,但現階段全球有將近 10 億的飢餓人口,推測到 2050 年滿足全球糧食需求的挑戰是非常嚴苛的。
再者,面對可耕地急速縮減的問題,目前全球約有 15 億公頃的可耕地,受全球暖化、氣候變遷的影響,海平面上升造成延海可耕地的減少。依據聯合國
環境規劃署的統計,每年有 600 萬公頃的土地變成沙漠,約 1000 萬公頃的土地
因沙漠化而喪失經濟價值,而沙漠化直接威脅 100 多個國家與 8 億多人口。土
壤侵蝕也造成表土流失降低地力,直接導致每年約 600 至 700 萬公頃的土地無法耕作,受到影響的居民有 80在發展中國家。
再有的就是鄉村人口往城市移動,農村的城鎮化、都市建設與環境污染等造成耕地以每年 500 至 700 萬公頃的速度在減少。顯然,耕地資源不斷減少,耕地地力不斷流失。
全球氣候變化加劇,極端氣候不斷發生,二氧化碳的排放在世界各國的努力下,改善的非常有限。全球二氧化碳的排放量在 1992 年為 240 億度,2010 年增
加到 306 億噸,預估 2040 年會達到 500 億噸,對全球糧食安全將產生很大的衝擊。
地球的水資源雖說頗為充沛,但淡水只占 3,其中也只有約1/5 能為人們所利,但淡水污染問題在工業革命之後顯得日益嚴峻。再加上人類對農業的過度使用,與工業廢水等造成的土壤與水資源污染問題,使得全球每年約有 4200
億噸污水排入江河湖海,污染了將近 5.5 萬億噸淡水。
世界糧食產量能夠提升,除了得利於肥料之外,更重要的是得利於灌溉面積的增加,一旦發生乾旱,糧食產量馬上受到影響,近年來澳洲發生的乾旱, 影響全球糧價即是明證。
如果我們可以透過植物工廠技術,用最小的土地面積,生產最大量香草、藥草、蔬菜不僅避免受到天災的影響,徹底解決產銷失衡和現地耕種的浪費, 更可逐年減少政府單位對農業災害損失的補貼。滿足糧食自給率,提高單位面積產能便成現階段台灣農業發展的關鍵任務。
就台灣的糧食自給率不足 35而言,輸入量若大幅縮減,全國將陷入恐慌, 而植物工廠可成為保障糧食安全的技術。淡水資源的匱乏是可預見的,植物工廠的栽培模式僅以不到田間栽培用水量的 3來量產香草、藥草、蔬菜,這樣的節水幅度是非常可觀的。
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