垂直农业和立体农业,都是现代农业的热门词汇,但在中文语境里,它们非常容易引起误解,所以,用一篇笔记来整理梳理,如下。

一、概念溯源:

垂直农业的概念则诞生于21世纪初。2007年,美国哥伦比亚大学教授迪克逊·德斯帕米尔首次提出:在由玻璃和钢筋组成的建筑物里生产食物,例如1楼喂养罗非鱼,2楼种植西红柿。所有水资源循环利用,植物不需要堆肥,牲畜排泄物转化为能源。

有趣的是,中文语境中的“垂直农业”存在概念分化。在欧美,垂直农业主要指建筑式农业,但在中国本土定义中,有时也指“随地势变化实现多层次利用”的山地农业。这种概念差异常常导致行业交流中的误解。

立体农业也并非新鲜事物。早在上世纪80年代,中国南方就出现了“桑基鱼塘”模式,形成“塘中养鱼、基上种桑”的生态系统。专业定义上,立体农业被称为“层状农业”,它利用生物间的相互关系将不同生物种群组合起来,实现多物种共存、多层次配置、多级物质能量循环利用。其核心在于利用水、肥、光、热、气等资源,同时巧妙安排各种农作物的时间差与空间差。

二、详细解释:

垂直农业和立体农业都旨在通过空间上的多层设计来提高土地利用效率和单位面积产量,但它们在目标、技术复杂度和应用场景上存在显著区别。以下是核心差异:

1、垂直农业:

  • **最大化单位土地面积的产量:**通过多层叠加实现。

  • **实现全年不间断生产:**不受季节和天气影响。

  • **极致资源利用效率:**精准控制,大幅减少水、肥料使用(可循环),理论上无需农药。

  • **靠近消费市场:**可在城市内部或近郊生产,减少运输成本和损耗。

  • **减少对传统农业用地的依赖:**利用非耕地(如建筑物)。

  • **核心特点:**高度工业化、技术密集型、环境完全受控。 它本质上是将农业生产搬进了“工厂”或“建筑物”内部。

  • 实现方式:通常在多层建筑结构(如仓库、高楼、集装箱)内,利用人工光源(LED灯)、无土栽培技术(水培、气雾培、基质培)、精准环境控制系统(温湿度、CO₂浓度、气流)来创造最优生长条件。

  • 目标:最大化单位土地面积的产量,通过多层叠加实现;实现全年不间断生产,不受季节和天气影响;极致资源利用效率,精准控制,大幅减少水、肥料使用(可循环),理论上无需农药;靠近消费市场,可在城市内部或近郊生产,减少运输成本和损耗;减少对传统农业用地的依赖,利用非耕地(如建筑物)。

  • 典型作物:主要适合生长周期短、经济价值高的叶菜类(生菜、菠菜、羽衣甘蓝)、草本植物(香草)、草莓和一些药用植物。大型谷物或木本果树不适用;当然,除了种植,养殖在垂直农业可能更加成熟,比如这几年比较火的“楼房养猪”。

  • 关键区分点:****对自然环境的完全脱离极高的技术投入(光照、控温、控湿等都需要持续消耗大量能源)。

2、立体农业:

  • **提高单位土地面积的总产出:**通过空间和物种的多样化利用。

  • **优化资源利用:**利用物种间的互补关系(如遮荫、固氮、废物循环利用),减少外部投入。

  • **增强系统稳定性与抗风险能力:**生物多样性有助于抵御病虫害和自然灾害。

  • **保护生态环境:**减少水土流失,增加生物多样性。

  • **分层种植:**利用不同作物对光照的需求差异,进行高低搭配(如果园下种耐阴作物或食用菌、林下养殖)。

  • **间作套种:**在同一平面上,将不同生长期、不同高度的作物进行搭配种植。

  • **种养结合:**如稻田养鱼/鸭、桑基鱼塘(塘基种桑树养蚕,塘中养鱼,蚕沙喂鱼)、林下养鸡等。

  • 设施立体化:在温室、大棚内利用层架、吊盆等方式进行多层种植,但主要依赖自然光,环境控制程度远低于垂直农业。

  • 核心特点:**利用自然或半自然环境下的空间维度,进行多层次、多物种的复合种养。 强调生态共生资源循环利用**。

  • 实现方式:同一地块的垂直空间上,根据不同生物的生长习性和生态位差异,进行科学配置。常见模式包括——分层种植:利用不同作物对光照的需求差异,进行高低搭配(如果园下种耐阴作物或食用菌、林下养殖);间作套种:在同一平面上,将不同生长期、不同高度的作物进行搭配种植;种养结合:如稻田养鱼/鸭、桑基鱼塘(塘基种桑树养蚕,塘中养鱼,蚕沙喂鱼)、林下养鸡等;设施立体化:在温室、大棚内利用层架、吊盆等方式进行多层种植,但主要依赖自然光,环境控制程度远低于垂直农业。

  • 目标:提高单位土地面积的总产出,通过空间和物种的多样化利用;优化资源利用,利用物种间的互补关系(如遮荫、固氮、废物循环利用),减少外部投入;增强系统稳定性与抗风险能力,生物多样性有助于抵御病虫害和自然灾害;保护生态环境,减少水土流失,增加生物多样性。

  • 典型应用:山地丘陵的梯田、平原地区的农林复合系统庭院经济设施农业中的多层种植(依赖自然光)

  • 关键区分点:****主要依赖自然环境条件(阳光、雨露),技术复杂度相对较低,更注重生物间的生态关系对现有土地(包括山地、坡地)的空间优化利用,而不是创造一个完全人工的环境。它可以在广阔的农田、林地、水域实施。

三、总结区别:

  • 环境控制:垂直农业追求完全人工控制环境;立体农业主要在自然或半自然环境下优化空间布局和物种组合
  • 技术核心:垂直农业的核心是环境工程和自动化技术;立体农业的核心是生态学原理和农艺技术
  • 能源依赖:垂直农业是能源密集型(尤其是电力);立体农业对额外能源的需求相对较低
  • 地点:垂直农业必须依赖建筑结构;立体农业可以应用于各种地形地貌的自然土地
  • 成本与规模:垂直农业通常初始投资巨大,适合高价值作物;立体农业模式多样,成本可高可低,更易于在传统农业中推广。
  • “垂直”、“立体”的含义:垂直农业的“垂直”主要指在建筑楼层高度上的叠加;立体农业的“立体”主要指在自然地块空间维度(高度、深度)上的充分利用

总之,垂直农业和立体农业都是应对人口增长、耕地减少和城市化挑战的重要农业创新方向,但路径和适用场景不同。垂直农业像是“在摩天大楼里用高科技种菜”,立体农业像是“在同一个院子里,树上结果、树下种菜、地上养鸡、池塘养鱼,各得其所”。

来源: 公众号:赵广笔记