智能灌溉系统温室气体监测以大数据分析都市农业科技化

全球性大数据分析发现，都市农业有巨大的潜力，可产出多达10%的粮食作物，这对都市农业之于永续发展的贡献而言是好消息，自从2009年以来，美国Gotham Greens公司于纽约和芝加哥的水耕栽培温室(hydroponic greenhouses)中培养莴苣，并贩售于纽约和中西部高级商店。Gotham Greens的联合创始人兼执行长Viraj Puri认为，与农村所经营的农业相比，在都市屋顶所栽种的粮食因运输距离短，不但更为新鲜且减少运输过程中的碳排放，更能为消费者带来参与当地粮食生产的温馨感。
 
　　2008年卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)研究人员研究发现，粮食从生产者手中到运送至商店所排放的温室气体仅占粮食温室气体总排放量的4%，这项结果令人质疑对「食物里程」的担忧。都市农业栽培与农村相比，某些形式的都市农业会比农村型农业更耗能，尤其是依靠人工照明和气候控制的室内垂直农场(indoor vertical farms)，像Gotham Greens这样的企业可以通过水耕系统回收水，但位于户外的农场无法采用同样作法，如底特律的户外农场通常需要灌溉，这是许多市政供水系统难以满足的潜在问题。
 
　　2016年虽美国各州对于都市农业已松绑限制，甚至通过财政激励都市农业发展，但实际调查发现，只有三分之一的人是以农业为生，都市栽种粮食作物能否使都市农业更加环保，以及产量是否可满足需求？仍是一个悬而未决的问题，在Earth's Future杂志上的一份对都市农业全球潜力分析，朝上述之疑问迈出一大步，分析内容是由亚利桑那州地理科学与都市规划教授Matei Georgescu与斯丹福大学、谷歌、中国清华大学、加州大学、夏威夷大学等研究人员共同研究，透过Google的全球搜寻引擎，收集人口、气象和其他资料，发现如果在全球各都市全面实施都市农业，每年可生产多达1.8亿吨粮食，可能占全球豆类、根茎类和蔬菜作物产量的10%，报告显示产量之庞大，研究人员希望鼓励其他科学家、都市规划者和地方领导者，开始更认真地看待都市农业帮助永续发展的潜力。借分析农业大数据发展智慧灌溉技术以节省水资源。 　　该研究也探讨了都市农业相关的生态系统服务，包括减少都市热岛效应、避免雨水径流、固氮、控制虫害和节约能源。综合起来，这些额外的益处使全球都市农业每年的价值高达1,600亿美元。生态系统服务的概念已经存在几十年，从经济角度探讨人类从健康的生态系统中获得的利益已越来越受到欢迎。Georgescu与合作者决定调查都市农业所提供之具有潜力的生态系统服务，团队首先分析卫星图像中可能代表植被和都市基础设施的区块，并观察都市中现有的植被分布与适合作为的屋顶农场、空地和垂直农场的潜在位置，并分析生产收益。
 
　　研究人员发现实现都市农业每年可以节省150亿千瓦的能源，相当于美国一半的太阳能电力，还可以吸收高达17万吨氮，并可防止570亿立方米的雨水径流，这是河流的主要污染源。研究团队希望透过此一基础研究可让其他人了解如何寻找与分析数据，而芝加哥大学全球环境专案主任Sabina Shaikh则希望透过此研究可帮助政策制定者思考特定地区所提供的生态系统服务效益。
 
　　而美国与国际上的政策已经改变，主要是以适应和鼓励都市农业。例如，加利福尼亚州在2014年通过了《都市农业奖励区法案》，允许将都市土地用于农业用途的土地拥有者可获得税收减免。但此想法证明是有争议的，特别是在高房价的旧金山，除了提高租金之外，异议人士认为都市农业可能使得降低住房密度降低，阻碍住宅开发，并导致人们更倾向开车。若将都市农场设在错误地区，可能造成反效果，无法达成原先降低碳排放的美意。虽然都市农业无法完全取代传统农业，但是却可以使得人们与食物的关系更加靠近，并让城市更具环保、乐趣及多样性。