引言

近些年来，随着城市化进程不断加快，各个国家土地面积不断减少，与此同时，农业用地不足，产物产量大量下降，农产品进出口受到严重影响。在粮食生产方面，往往需要依靠传统农业设备进行改良，但是所发挥的作用存在局限。因此，只有合理利用城市资源，不断优化科学技术，引入最新的生产模式，将垂直农业和城市建筑布局结合到一起，通过一体化的农业布局构建，提供可以在城市发展的新型农业模式，进一步打造可持续、绿色化的农业生产生活模式，这样才能在满足我国农产品需求的基础上，有效解决可用土地面积不断减少的困境，探索出一条绿色合理的发展道路。

1 垂直农业概念

垂直农业这一概念最先由美国农业教授所提出。这位学者希望可以在城市的建筑物中借助内部的环境条件帮助种植本地作物，从而改变当地缺乏农作物的现状。比如说，可以在建筑物一楼搭建养殖室，喂养鱼类，可以在高层光线充足的地方种植西红柿。在建筑物内部，所有的水资源都可以被循环使用，用于土地灌溉和养殖室换水，不仅可以实现绿色循环，还有效减少了水资源浪费。这种农业模式就是经典垂直农业模式的一种，具有现代借鉴意义。

经过长期深入的农业研究，我国对垂直农业这一概念进行了新的界定：在地势起伏较大的区域，可以有效利用局域空间，多层次变换种植模式，实现有效利用、多级分化的综合性农业发展模式。和垂直农业这一概念相近的模式还有立体农业，这种农业模式是传统农业在长期发展过程中逐渐和现代农业科技所结合的一种新兴模式，其主要是通过研究不同动植物的生理特性，寻找他们之间的联系，利用生物食物链来帮助调整农业情况，有效协调生态系统，从而促进时间、空间多个层次融合，带动农业生产效率提升^[1]。

2垂直农业和城市建筑结合模式

2.1屋顶种植模式设计

建筑顶层种植技术是垂直农业应用的典型案例之一，和传统的屋顶种植技术存在一定差距，传统技术往往通过种植为居民提供一定数量的农作物满足日常生活所需。但是新兴的屋顶种植模式中，会将不同农产品按照类目做出划分，形成一个小型农场，不仅可以加强人与自然界、与农业之间的联系，还可以有效扩大城市绿化面积，为城市提供更多绿色作物，提升空气质量。具体作用有以下几点：第一，由于当前阶段城市土地资源越发紧张，这种种植模式的应用有效提升了城市绿化面积，并且为农业发展提供了更多可能性，实现了经济效益和社会效益的双重结合，优化生态环境，调节了空气质量，为居民创造出了更加优质的生活条件。第二，在屋顶应用种植模式可以帮助改善加强层作用，有效隔离紫外线，不仅做到了屋顶散热功能的落实，还可以延长房屋使用寿命，进一步促进了生态环境可持续发展。第三，科学应用屋顶种植技术不仅可以改善城市整体环境，还可以借助屋顶植物吸收太阳辐射，改善了当地的降水情况，避免城市内部因为水分较少而产生过度炎热的现象。第四，使用屋顶种植技术可以让绿色植物铺满屋顶，节约了大多数生活用水，实现了水资源的再循环，并且可以通过技术水段再次回收雨水，进行绿色植物的再浇灌，减少水资源消耗，有效提升了城市内部的水资源使用率^[2]。

2.2建筑内部集约化种植设计

大多数农作物都需要适应的生长环境才能够快速成长，在当前阶段，建筑物内部集约化种植已经成为现代城市居民的重要生活方式之一。通过使用这种种植方式，科学利用建筑物内部设施，分析空间优势栽种土地作物，可以帮助环节农作物产量不足的现状，与此同时，满足了现代居民的基础生活需要。建筑物内部集约化种植模式的优点在于不仅可以降低室外碳排放量，优化室内空气，为农作物提供更加科学优质的生态环境，还可以减少农产品物流运输的成本，进一步获得更多经济效益，改善居民生活。在当前阶段，我国建筑物内部种植模式主要有无土化人工栽培以及人工收集光源进行集中照射两种模式，其将农业和城市建筑资源优势广泛结合到一起，进一步提升了建筑农业生态效益，在保护环境的同时满足居民生活需要。

除此以外，LED室内灯光种植技术也是当前使用频率较广的技术之一，借助LED灯管满足植物的光照需要，按照植物生长规律定期提供光照，帮助植物生长，可以减少建筑物内部资源的消耗，美中不足的是，采用此种模式植物很有可能会因为缺乏自然光照射产量下降。

2.3建筑地下种植技术

建筑地下种植技术主要在局域性空间开展，其建筑物特点为内部缺乏光照、四周环境易被控制，适合一些特殊环境生长的农产品。在当前阶段，很多国家都已经开始建筑地下种植技术进行农作物种植，利用地下建筑有效节约了土地空间，进一步实现了农作物产量的提升。以美国某一种植项目为例，其利用生物技术能够有效控制建筑物内部生长温度、湿度，使其达到农作物成长适宜的条件，确保植物可以快速成长。这一种植项目为城市居民提供了日常生活所需的农业产品，并且强化了废弃建筑物的使用效率，有效优化了城市生态系统。建筑地下种植技术通过现代化的科学技术帮助调整系统运作模式，科学调控用水、用电模式，利用现代技术软件进行不间断的管控，逐渐形成了一种生态化的农业建筑发展模式，与现代建筑内部发展模式相契合^[3]。

2.4垂直农业无土栽培技术

集约农业种植模式主要是指采用高新技术打破传统农业和生态环境之间的壁垒，培养健康科学的生产经营模式，进一步获得更多生态效益，维护生态系统的同时还可以科学配置城市建筑资源。应用这种模式的关键一环就是无土化栽培，不仅可以缓解我国水资源不足的现状，还可以从整体上调节用水系统，实现更加持续的发展模式，契合绿色生产理念。

2.5垂直农场设计

垂直农业的适用模式不只是高层建筑，低层建筑也可以利用科学技术来改变局部搭建良好种植环境，提高作物产量。以三层建筑为例，可以改造顶层来种植蔬菜，将中间层作为居民的日常生活住所，底层作为特殊作物的培育室。这种模式的主要设计特点就是利用建筑物北部设置多层次方案，不同的层次之间设置交叠空间，达到城市建筑高效利用的效果。

3 垂直农业建筑模式的未来发展

垂直农业建筑模式在未来仍有较大发展前景，这在某种程度上对于农业生产起到了较大推动作用，可以有效提升农业生产产量，促进城市环境的可持续发展。每一位城市居民都应该重视垂直农业对于城市发展的重要意义，不断应用现代农业技术来适应社会发展水平，积极的创造出更科学、更有效的新时代农业技术，提高土地资源的利用率^[4]。

结语

综上所述，新的科学建筑农业模式对于全世界粮食问题的解决都具有重要意义。现代垂直农业模式有效应用了土地资源和水资源，还为城市居民提供了日常所需农作物，实现了经济效益和生态效益的双重结合。

参考文献：

[1]张明超.基于城市建筑与垂直农业发展模式的探讨[J].山西建筑，2018（4）：229-231.

[2]施伟.既有建筑改造中的垂直农业表皮应用及其对室内物理环境的影响研究[J].广西农业生物科学，2020（3）：52-53.

[3]黄曼.农业设施中的垂直农业建筑模式发展研究[D].浙江海洋学院，2019.

[4]杨朝波.转变农业发展方式调整优化产业结构大力推进现代畜牧业绿色生态发展[J].四川畜牧兽医，2019（4）：8-9.