蛮干导致的失败

据说，这个世界上最古老的行善目的，就是去帮助那些食不果腹的人，使他们免于饥饿。但是，目的高尚并不意味着我们真的精于此道。根据联合国的统计，目前全球仍然有9.25亿人还吃不饱饭。也就是说，全世界每7个人当中就有一个人会饿肚子，显而易见，其中儿童必然是最大的受害者。每年，全球都有1 090万儿童死亡，其中有一半都与营养不良有关。在发展中国家，每三名儿童当中，就有一名儿童因营养匮乏而出现生长发育不良的情况。其中，缺少碘是导致智力发育迟缓低下和脑损伤的最大单一原因；缺乏维生素A则每年夺去上百万名婴儿的生命。这就是我们生活的世界，这就是我们当下要面对的挑战。幸运的是，到目前为止，全世界人口还没有出现以10亿为单位的爆炸性增长，全球变暖也尚未导致耕地显著减少，换言之，原本难以解决的那些问题还没有变得完全无法掌握。

这种情况不禁让我想起了两个英国皮鞋推销员的故事。那是在20世纪初，这两个人都被派到非洲去开拓新的皮鞋市场。一个星期后，他们两人各自写了一封信回家。第一个推销员说：“前景一片暗淡，这里没有一个人是穿鞋的！我将乘下一班轮船回来。”但是，第二个推销员却看到了截然不同的前景：“这真是一个非常棒的地方！几乎具有无限的市场潜力，我将永远不会离开这里。”同样的道理，当我们面对食物匮乏问题时，也有足够多的机会来改善它。

在过去的100年里，农业是受到“蛮干精神”影响最深的一个产业了。首先农场都实现了工业化，接着，食物生产也实现了工业化。我们是用石油支撑着粮食生产与分配系统的。现在每生产1卡路里食物，都需要耗费10卡路里的石油。在如今这个面临着能源短缺的世界里，以这种方式生产食物实在是太不可取了。农业灌溉系统抽干了水库。在印度和中国，地表下的主要含水层都几乎消失了，由此而导致的结果是，这两个国家的风沙侵蚀区比20世纪30年代的美国中西部地区还要严重。含毒的除草剂和杀虫剂已经摧毁了水道。由于含氮肥料的流入，使得沿海水域变成了一个死亡区域，这个问题已经非常严重了，以至于连美国这样一个处在两个大洋之间的海滨国家也有80%的海产品都得从国外进口。

毫无疑问，这种明显有违常理的农业生产方式不是长久之计。现代渔业是蛮干的另外一个极佳例子。海底拖网捕捞每年都要毁坏大约1 500万平方千米的海床——这个面积相当于整个俄罗斯的大小，因此我们不要再进口海产品了吧。2006年，发表在《科学》杂志上由生态学家与环保人士组成的某国际组织撰写的一份报告显示，按照目前的捕捞速度，到2048年，地球上所有的海产品都将会被耗尽。

此外，在过去的半个世纪里，在粮食生产方面，我们似乎已经完全发挥了现有的用于增加粮食产量的科学技术的全部潜力。根据世界观察研究院（Worldwatch Institute）和地球政策研究院（Earth Policy Institute）的创始人莱斯特·布朗（Lester Brown）的说法：“在过去的10年里，全球农业生产率的继续提高已经遇到了一个新的瓶颈，再也没有多少未开发的科学技术可以发挥作用了。”以日本为例，虽然已经利用了所有可用的技术，但是14年来，水稻产量一直没有什么增长。韩国与中国也都面临着同样的情况。法国、德国和英国三个国家的小麦总产量占到了全世界的1/8，但是，这三个国家的小麦产量也早就不再增长了。农业的工业化甚至还让贫穷的国家陷入了更加岌岌可危的境地。著名的环保人士纨妲娜·希瓦（Vandana Shiva）撰写了一本关于印度旁遮普省的书，与许多人所声称的相反（这些人声称，通过绿色革命，旁遮普省由“讨饭碗”变成了“面包篮”），希瓦在书中指出：“所谓的绿色革命带来的并不是繁荣。实施绿色革命20年后，留给旁遮普省的根本不是富足，而是不满与暴行。在旁遮普省，到处充斥着被破坏的土壤、害虫成灾的农作物、泡着水的荒地、因负债累累而心怀不满的农民。”

然而，尽管存在着这些灾难，但是，在过去的那个世纪里，我们确实也看到粮食生产能力获得了奇迹般的提高。我们成功地用比以往更少的土地养活了更多的人。现在，我们只耕种了全世界38%的土地。假设现在农业生产率仍然停留在1961年的水平，那么要生产出相同数量的粮食，就需要利用全世界82%的土地。这是由石油化工所支撑起来的农业集约化导致的结果。未来的挑战是用一种更加巧妙的方法来代替这种无法持续的外力强行推动下的蛮干型发展模式。如果我们能够学会与生态系统协同作战，而不再冷酷无情地践踏它们，同时优化粮食作物和食品系统，那么，我们很容易就能够找到第二个卖鞋者所发现的那种地方：一个拥有广阔的市场与无限潜力的地方。

对策1：转基因农作物

许多人认为，怎样才能最好地提高粮食作物的产量这个问题已经变成了一个二选一的问题了——采用或不采用转基因技术。不过，说实话，这其实已经不再是一个问题了。早在1996年，全世界就已经种植了17 000平方千米的转基因作物。到2010年，这个数字进一步上升到了148万平方千米。转基因作物的种植面积在这些年间整整提高了87倍，转基因技术也因此成了现代农业发展历史上普及得最快的农作物技术。说真的，转基因这匹“马”早就冲出了马厩。

此外，还有一些人坚持，转基因农作物是违反自然的，是一种科学怪物。坦率地说，这种观点其实非常荒谬可笑。转基因作物完全符合农业发展的自然规律。正如马特·里德利所解释的：

按照定义，几乎所有的农作物都可以被称为“转基因的”。从根本上看，任何一种农作物都是基因变异的结果，都是“违反自然规律”的产物。它们或是种子特别大、特别容易脱落，或者果实特别肥美、特别香甜，而且都需要依靠人工干预才能存活下来。直到16世纪，橙色的胡萝卜才在荷兰被首次发现，这得归功于突变选择。香蕉是不育的，不会自行结籽。小麦有三种完整的倍数染色体（双倍体），每个细胞中的基因组都来自于三种不同的野草，如果作为一种野生植物，小麦根本无法生存下去——这正是你从来没有遇到过野生小麦的原因。

农业发展的历史就是人类重新排列植物DNA的历史。在很长一段时间内，杂交育种是首选的方法，后来才出现了孟德尔和他的豌豆试验。当了解基因工程到底是怎么一回事之后，科学家们就开始尝试着利用各种各样异想天开的技术来诱发突变了。我们把种子浸泡在致癌物中，用放射性物质对它们进行“狂轰滥炸”，偶尔还把它们置于核反应堆中。目前已经出现了大约2 250种这样的突变体，其中大部分都被认证为是“有机的”。

另一方面，基因工程技术也使得人类在寻找新的物种时能够做到有的放矢。在植物育种的历史上，基因工程第一次让我们明白自己正在做的是什么，这才是真正的不同。也正是因为我们可以获得的信息的数量和质量都出现了极大的不同，从基于自然选择的演化向依据人类确定方向演化的惊险一跃才得以发生。

当然，这并不是说，在植物育种的发展历史过程中，不采用基因技术的那些种子优化工作都是没意义的。总部位于堪萨斯州的土地研究院（Land Institute）正在试验，是否可以把小麦、玉米这样的一年生粮食作物变成多年生植物。如果真的成功，那将是一件非常美妙的事情。在把太阳光转换为食物的时候，自然生态系统的效率远远优于由人类管理的农业系统。多年生作物——主要是指套种的多年生植物（“套种”的意思是把不同的多年生植物混合地种植在一起），可以稳定生态系统。这些植物都有长长的根须和不同的枝叶结构，因此，它们不仅能够适应变化多端的环境，而且还能够抵御虫害和病变。它们的单位产量比人工农业系统还要大，而且它们不需要耗费任何矿物燃料，也不会污染水源、降低土壤质量。这个目标的实现只不过是时间问题。土地研究院预测，要使这类作物变得高产和有利可图，可能还需要再花上25年的时间。不过，其他一些比较普通的生物工程作物现在早就在“大显身手”了。

另外，经过30多年的实践之后，绝大多数人已经不再视基因工程为洪水猛兽了。转基因产品的健康问题已经不再是人们关注的焦点。目前，服务于人类的转基因食品的价值早就超过万亿美元了，但是从来没有发现过一例因食用转基因食品而诱发的疾病。当然，人们还有另外一个焦虑，那就是基因工程会不会破坏生态系统，总的来说，基因工程对环境有益无害。播下转基因种子之后，不需要对土地进行耕刨，因此可以让土壤结构保持完好无缺。这样一来，土壤也就不会再受到流水的侵蚀，它的碳封存能力与水净化能力也会有所改善，同时还可以大大减少以往粮食生产过程中所需要的石油化学产品的使用量。除草剂的使用量也会下降，然而产量却会增加。

“2002年的时候，印度农民引进了转Bt基因抗虫棉。”斯图尔特·布兰德在《地球的法则：21世纪地球宣言》（Whole Earth Discipline: An Ecopragmatist Manifesto）一书中写道：“一夜之间，印度便从一个棉花进口国一跃成为一个棉花出口国，棉花产量从1 700万包提高到了2 700万包。那么转Bt基因抗虫棉有什么社会成本吗？它使棉花产量增加了50%，杀虫剂的使用量减少了50%，棉花种植者的总收入从5.4亿美元上升到了17亿美元。”

这是一种“现在进行时”式的进展报告。农业生物技术产业正以每年10%的速度在成长，而就技术本身而言，它的发展速度还要更快。2000年，人类完成了第一个植物基因组的测序工作，花了整整7年时间，动员了500名科技工作者，总费用高达7 000万美元。而在今天，要完成同样的工作只需要3分钟，成本大约也只需要100美元。这是一个好消息。信息量越丰富，意味着我们越有可能找到更好的有针对性的方法。现在我们正在享用着第一代转基因农作物。或许不久之后，就能够研发出下一代，它们或者可以在干旱的环境下和盐碱化的环境下生长，或者营养更丰富，或者有药用价值，或者产量更高，或者不需要使用杀虫剂、除草剂和矿物燃料。最好的计划是马上着手启动这些事情。木薯生物营养促进计划（BioCassava Plus project）是比尔和梅琳达·盖茨基金会资助的一个项目，目的是开发转基因木薯，使这种全世界消费量最大的主要农作物之一的作物营养变得更丰富，增加它的蛋白质、铁、锌和维生素A、维生素E的含量，减少块茎中氰化物的含量，增强它的抗病能力，同时增强它的耐贮存性，把它的贮存时间延长至两周（而不是只能贮存一天）。到2020年，这一转基因农作物将会极大地改善以它为主食的2.5亿人的健康状况。

当然，基因工程也会带来一些问题。没有人希望看到这样的结果，即少数几家公司控制了全世界的粮食供应。因此，到底由谁来拥有这些种子才是人们真正关心的问题。但是这个问题也不会持续很久。加州大学戴维斯分校的植物病理学家帕梅拉·罗纳德（Pamela Ronald）和有机农业专家拉乌尔·阿达姆查克（Raoul Adamchak）这对夫妻在他们合著的《明天的餐桌：有机农业、遗传学和粮食的未来》（Tomorrow’s Table: Organic Farming, Genetics, and the Future of Food）一书中写道：“它（基因工程）是一种相当简单的技术，大部分国家，包括许多发展中国家的科学家都十分熟悉这种技术。作为基因技术产物的种子，它不需要额外的维护成本，也不需要额外的农业技术。”这就意味着，只要愿意分享知识产权，基因工程技术完全可以实现平民化、大众化。当然，现在这一切都还没有发生（或者，至少还没有成为普遍的现实）。最近，作家兼社会活动家迈克尔·波伦（Michael Pollan）在今日永存基金会（Long Now Foundation）发表了一次演讲，他呼吁在基因工程农作物领域也要展开“开源运动”。对于这种观点，斯图尔特·布兰德也表示赞同，他认为：“即使孟山都公司大发雷霆也不用怕。你只需要告诉他们，如果他们客客气气的，那么你可能会将你对他们的专利基因阵列进行局部微调得到的成果授权给他们。”

但是，即便能够利用开源的转基因农作物，要养活全世界也不能仅仅只考虑生产方面的问题——还必须考虑产品怎样分配的问题。因此我们必须想一想，虽然生产出来的食物已经足够养活全世界的人了，但是地球上仍然有将近10亿人还在饿肚子，这到底是为什么呢？根据食品与发展政策研究院（Institute for Food and Development Policy）的估计，每人每天吃下的食物总量大约为两千克，其中1.1千克左右为谷物、豆类、坚果；0.45千克左右为肉类、牛奶和鸡蛋；剩下的0.45千克左右则为水果和蔬菜。许多人认为，当前的粮食分配制度造成了巨大的浪费，这是一个大问题。尽管这是千真万确的，但是，如果我们真的想养活全世界，那么最终的解决方法就不应该是某种能够更有效地将粮食到处搬来搬去的方法。“釜底抽薪”的方法让农场更贴近消费者。是的，现在迁移农场的时机已经成熟了。

对策2：垂直农场

从历史上看，其实这并不是人类第一次被迫迁移农场。在第二次世界大战接近尾声的时候，美国军队的给养保障出现了问题。从根本上说，这也是一个分配问题。美国的兵力分布于全世界各地，在运输给养的过程中，不仅成本高昂，食品容易变坏，而且补给舰也很容易成为敌方水下潜艇攻击的目标。那么怎么解决这个军队供给问题呢？答案是显而易见的，那就是在驻军当地种植粮食。但是，那些驻扎在太平洋的荒岛上和中东干旱的沙漠上的士兵怎么办呢？那些地方很难找到肥沃的土壤。其实这也不是问题，如果真的找不到肥沃的土壤，用水不就行了嘛！

在水里种植粮食这个想法至少可以追溯到巴比伦空中花园。但是，真正意义上的水培法（利用丰富的营养液来种植粮食作物）却是人类社会进入近现代以后才发展起来的。关于这个主题的第一本出版物是弗兰西斯·培根（Francis Bacon）写于1627年的《十个世纪的自然史》（Natural History in Ten Centuries），但是这种技术一直都不成熟。直到20世纪30年代，科学家们才完善了培养基中的化学成分。然而，除了一次偶尔的奇怪应用（在20世纪30年代，泛美航空公司在威克岛上用水培法种植蔬菜，以便让乘客在飞行途中享受到绿叶蔬菜）之外，一直没有人试图以这种方式进行大规模种植。

第二次世界大战改变了这一切。1945年，美国军方开始进行一系列大规模的水培实验，首先是在南大西洋的阿森松岛上，然后是在硫磺岛和日本。在日本调布市，美军建立了当时世界上最大的水培设施，那是一个面积达8.9万平方米的大农场。同时，因为石油供应有美国军队的保护，所以伊拉克和巴林也建成了更多的水培农场。所有试验都获得了极大的成功。单就1952年那一年，美国陆军的水培部门所种植的新鲜农产品就超过了3 600吨。

第二次世界大战结束后，大部分人都忘记了这些成功的经验。粮食生产又回归到了依赖土壤进行种植的老路。于是所谓的绿色革命发生了，由于采取了以石油化学工业为支柱进行农业化的解决方法，水培技术更加彻底地退出了农业生产。但是有关这方面的研究仍然在缓慢地推进中。例如，美国国家航空航天局想知道，宇航员怎样才能在火星上生存下去，因此他们一直在进行着这方面的研究。其他一些机构也在进行着这方面的研究。1983年，理查德·斯通（Richard Stoner）的研究获得了突破性的进展。他发现，可以把植物悬挂于半空中，然后通过一种营养丰富的气雾把养料输送给植物。一种全新的无土栽培法——气雾栽培法，就这样诞生了。自此之后，事情的发展就开始变得越来越有趣了。

传统的农业用掉了地球上70%的水。与传统农业相比，水培法的效率提高了70%；而气雾栽培法又比水培法高效70%。因此，如果农业都实行气雾栽培法，用水量可以从70%急剧下降至6%——这是何等巨大的节约啊。考虑到现在缺水的威胁日益严重，这些技术至今仍然没有被广泛采用真是让人难以置信。

“说到底，这是一个公关问题，”迪克森·戴斯波米亚（Dickson Despommier）说，“当人们一听到气雾栽培法，他们压根儿就不会想到美国国家航空航天局，他们想到的只是盆栽技术。上帝见证，在10年之前，我也只能想到盆栽技术。”

但是，这种情况已经开始改变了，这得归功戴斯波米亚博士。戴斯波米亚博士个子很高，还留着一把灰白的胡子。他是微生物学家和生态学家，是目前全世界在细胞内寄生虫病方面的最杰出的权威专家之一。直到2009年退休之前，戴斯波米亚一直是哥伦比亚大学公共卫生学院的教授。在1999年的时候，戴斯波米亚还在课堂上讲授一门有关医学生态学的课程，内容涉及气候变化形式以及气候变化对粮食生产的潜在影响。

“在这种形势下，不得不教学可真是一件令人沮丧的事情，”戴斯波米亚回忆，“联合国粮食及农业组织估计，要跟上人口增长速度，到2050年，粮食生产必须增加一倍。然而，我们现在已经使用了80%的可用耕地，而且，从当前气候变化的趋势来推断，在接下来的10年内，农作物的产量会下降10%~20%。当我把这些情况一股脑儿告诉我的学生的时候，他们想向我扔烂番茄。”

戴斯波米亚厌倦了这种悲观的情绪，他决定先把他的常规课程搁置一边，转而向他的学生们提出了一个挑战性的任务，要求他们想出一个积极的解决方法来。学生们经过反复思索后，告诉他，他们想到的方法是建造屋顶花园。“可以就地取材，”戴斯波米亚说，“这个方法看起来是可行的。他们想知道，如果曼哈顿区的所有房屋的屋顶都种上了粮食能够养活多少人——这还不包括商业大厦，只包括公寓大楼。因此，我让他们在那个学期余下的时间里把这个数字计算出来。”

这是谷歌地图出现之前的时代，因此，学生们在纽约公共图书馆泡了整整3个星期后，才推算出了可以利用的屋顶面积。“那么应该种什么呢？”这是接下来要问的问题。他们的农作物必须能够密集种植，同时又能给人类带来充分的营养。他们最后选中的是稻谷。但是经过计算之后发现，即使纽约所有的屋顶都种上稻谷，也只够养活全纽约2%的人口。

“学生们感到非常沮丧，”戴斯波米亚回忆，“他们没想到，即使纽约所有的屋顶都种上稻谷，也只够养活纽约2%的人口。我试着安慰他们说：‘好吧，如果在屋顶上种植粮食不可行，那么把所有被废弃的公寓大楼都种上怎么样？把赖特-帕特森空军基地也种上怎么样？在摩天大楼里种植又会怎么样？想想看，如果我们能够在这些高楼大厦里面种植粮食，那么我们能种出多少粮食呀！’”

对戴斯波米亚来说，当时多半也只不过是随口说说而已，不过，他所说的东西迅速安抚了学生们的情绪。但是这种想法自此以后就深深地埋入了他的心底，再也挥之不去了。他的妻子对此也有兴趣，想搞清楚到底怎样才能在高楼大厦里种植粮食，因此他开始在网上查找有关水培法的信息。“当看到第二次世界大战期间美国军方的成功经验后，我意识到了以下两件事：水培法并不是盆栽法；我的有关垂直农场的疯狂想法其实并没有看上去那么疯狂。”

他的学生们也同样被他的想法迷住了。他们立即开始着手研究。仅仅过了不到一年的时间，一个粗略的设计方案就浮出水面了。如果这个方案变成现实，那么这个垂直农场能够养活的人将远远超过纽约人口的2%。“这不过是一幢30层的建筑物，”戴斯波米亚说，“它只占纽约的一小方块地方，每年可以养活5万人。150个这样的垂直农场就可以养活纽约所有的人。”

垂直农场具有惊人的优势。它们不受天气的影响，因此农作物一年到头都可以在最优的条件下生长。就生产粮食所需的“面积”而言，4 000平方米的摩天大楼的地板就相当于4万～8万平方米的传统农业用地。同时，垂直农场采用净室技术，这意味着不需要杀虫剂或除草剂，也就意味着没有农业径流所导致的农业污染排放。而且，当前用于耕作、施肥、播种、除草、收割与运输的矿物燃料也全都不需要。当然，最重要的是，我们可以重新造林，把其他古老的农场重新变成绿树成荫的公园绿地，同时还能有效保护生物多样化。

那么，垂直农场究竟是怎样运行的呢？很显然，植物所需要的养分是通过水或者气雾来输送的。当然，植物的生长离不开阳光，所以在设计垂直农场时，必须保证光照量最大化。在建筑物内部，要用抛物面反射镜环绕四周，以便反射光线；而建筑物外墙则全部使用四氟乙烯。四氟乙烯是一种革命性的聚合物，非常轻、非常强韧，几乎具有防弹功能，同时又能够实现自我洁净，而且透明如水。当然，在晚上和阴暗多云的条件下，也需要使用植物生长灯来照明。至于植物生长灯所需的能源，则来自现在一冲了之的粪便发的电。这就对了：人类将回收利用自己的粪便。“单单纽约一个城市，”戴斯波米亚指出，“人类每年排出来的粪便就可产生9亿千瓦时的电力。”

垂直农场最重要的优点或许是，它可以极大地缩短食物运输的距离。美国人的普通食物在被消费之前一般都要“长途跋涉”超过2 400千米。这还只是一个平均数。美国人典型的一顿晚餐，通常要包含来自5个其他国家的食材。举例来说，如果你在洛杉矶吃一顿晚餐，那么你很可能会吃到来自智利的牛肉（历经8 988千米），来自泰国的大米（历经13 298千米），来自意大利的橄榄（历经10 224千米），来自新西兰的蘑菇（历经10 474千米），还有来自澳大利亚的非常美味的西拉葡萄酒（历经12 049千米）。在食品的最终零售价中，至少有70%是由运输成本、储存费用和管理费用构成的。如此长距离的运输无疑大大提高了食品的零售价格。

垂直农场可以改变这一切。它极大地缩短了我们获得食物的时间。食物从生产出来，到送达餐桌的时间，原本是必须按天来计算的。有了垂直农场之后，将变为以分钟来计算。举例来说，如果我们想要吃莴苣，那么只需要走十来步阶梯就可以摘到了。不管这些垂直农场的前景如何，总之它们其实并涉及太多的新技术，因此，垂直农场横空出世的时机已经完全成熟了。在美国，现在已经出现了许多试验性的垂直农场；其他国家也在进行类似的尝试。在日本，农业生产虽然没有完成从水平向垂直的转变，但是，这个国家也尝试着建造了数百个“植物工厂”，以保证国内的粮食供应。这些“植物工厂”利用净室技术，雇用老年人来照料植物，它们一年能够收获20季，而如果采用传统的栽培技术，那么一年只能收获一两季。与此同时，瑞典的Plantagon公司旗下的5个垂直农场项目也开始投入运行了，其中两个在瑞典，两个在中国，一个在新加坡。Plantagon公司的垂直农场的标准模型像是一个巨大的玻璃球，里面放满了种植箱，排成巨大的螺旋状结构；它在一个面积为10 000平方米的温室里，能种植出100 000平方米的农作物。

然而，垂直农场的成功并不取决于现在的技术已经有多成熟，它的真正的希望在于“把明天的技术嵌入到今天的想法当中”。试想一下，如果在垂直农场内，利用无处不在的嵌入式传感器来调节温度、平衡pH值、完善养分，再加上人工智能和机器人技术，使得每平方米的种植、生长和收获的效率都达到最高，那么情况将会怎样？既然粮食产量受植物本身通过光合作用将光能转变为生物能的能力的限制，那么如果我们利用基因工程来加强植物的光合作用能力，那又会怎么样呢？抱着这个想法，伊利诺伊大学的一个研究小组已经努力探索了很长一段时间了。他们相信，再过10~15年的时间，利用光合作用最优化技术可以使粮食产量增加50%以上。因此，如果在垂直农场内种植这些已经实现了“光合作用最优化”的农作物，同时把植物生长灯调整到最适合作物生长的光谱上，我们就不仅能够节约更多的能源（因为把植物不需要的频段移除了），而且可以大幅提高作物产量。

因此，上面这一切也就意味着，垂直农场可以保证居住在城市或将要定居在城市的人（他们占全世界人口的70%）免受饥饿和营养不良之苦。这一点是毫无疑问的。垂直农场不仅将使作物每次收获时的产量比现在增长10倍以上，而且可以使收获次数增加10倍。在生产出这么多食物的同时，垂直农场还节省了80%的土地、90%的水、100%的农药，而且食物的运输成本也几乎是零。如果在此基础上，再融进一些新兴的技术，农业就真的可以实现黄金般的可持续发展了。这些技术包括：养耕共生型的闭环式蛋白质生产技术；可以大幅降低劳动力成本的收割机器人；加载了生物传感器、能够更好地管理环境的人工智能系统；可持续发展的生物能源系统（这样一来，植物中不能用作食物的部分就可以作为养料被回收）；不断改善的、集成化的废物回收系统（以形成更紧密的循环并进一步降低能源成本）。这将是一个实现了彻底当地化的、没有任何浪费的粮食生产与分配系统，它不仅不会对环境造成任何不良影响，而且还拥有无限扩展潜力，能够养活全世界的人。

对策3：人工培植肉

在这里，我们还有一个问题。到目前为止，本章中讨论的所有策略都是以提高农作物的产量为出发点的，但是，最佳饮食结构意味着，在一个人摄入的全部卡路里当中，应该有10%~20%是来自蛋白质的。当然我们可以通过吃更多的土豆来获得卡路里，不过对大多数人来说，肉类始终是最佳的选择。不幸的是，虽然吃肉可能算不上一种谋杀行为，但是肉类却真的正在谋杀地球。

首先，来看看牛肉。牛肉是耗能大户，其耗费的能量与牛肉产出的标准比例为54∶1。它同时也极耗土地，生产家畜所需要的土地总计达到了农业用地的70%，在全球所有陆地中所占的比例也达到了30%。牧场所产生的温室气体比全世界所有的汽车排放的尾气还要多，放牧也是导致水土流失和森林衰减的主要原因。还有另外一个问题也不得不提，那就是疾病。密集成群的动物是流行病产生的温床。预计到2050年，全世界对肉类的需求还将增加一倍，因此，除非出现某些重大的变化，否则流行病的威胁只会有增无减。

风险确实正在不断增加。随着越来越多的人摆脱了贫困，他们对肉类的需求也在不断上升。从1990—2002年，中国人的肉类消费水平翻了一番。再回过头来看看1961年的中国吧，那时每人每年只消费3.6千克的肉类。而到了2002年，中国的肉类消费量一跃增长到了每人每年52.4千克。全球各地都出现了类似的肉类消费大幅增长的情况。

但是，事态已经出现了一些变化——实际上，是下面两件事情促成了这种变化。第一件事情是短期内就可以产生影响的，那就是水产养殖；第二件事情则要从更长远一些的角度来看，那就是试管肉的生产。水产养殖并不是什么新鲜事物，它已经存在很长时间了。公元前5世纪的记录表明，鱼类养殖在古代中国一直非常盛行。古埃及人和古罗马人也很早就学会了养殖牡蛎。更现代的水产养殖则始于第二次世界大战结束以来的创新，而且创新的步伐自那以后就一直没有停下来过。1950—2007年，全球水产养殖的产量从200万吨增加到了5 000万吨。因此，虽然同期自然渔业一直在减产（全球的渔获量在20世纪80年代就已经达到了顶峰），但是人类的水产消费量却一直保持了增长的趋势，究其原因，就是因为水产养殖业一直在突飞猛进地发展。到如今，水产养殖业已经成了增长最快的肉类产品生产系统，它为人类提供了将近30%的产品。

毫无疑问，这个数字还会攀升得更高。早在2003年，《自然》杂志就曾经报道过，大海里90%的大型鱼类已经消失了，它们要么直接被人类捕食了，要么成了其他动物的腹中之物，当然，还有许多是被化肥、石油污染致死了。许多鱼类，包括金枪鱼、箭鱼、马林鱼，还有诸如鳕鱼、大比目鱼、鳐鱼、小比目鱼等大型底栖鱼，都受到了过度捕捞和工业化捕捞行为的影响。对于这种情况，充满传奇色彩的海洋学家西尔维娅·厄尔（Sylvia Earle）在《国家地理》杂志上是这样解释的：

拖网作业夺走了大量的鱼类、鸟类、哺乳类动物的生命。许多动物甚至在我们还不知道它们名字的时候就已经消失了，它们是我们在海底拖动渔网捕捞龙虾、小比目鱼和其他海底生物的过程中被杀死的。多钩长线（每隔几米就有一个带饵鱼钩的很长的钓鱼线）可以深入到海底80~95千米处，能够捕获这个范围内的任何东西。鱼钩上当然不可能会打上标记说，它不会捕捉箭鱼或金枪鱼（这两种鱼现在都已经被列入了禁渔的范围）。如果我们希望海洋生态有所恢复，那么就应该立即休渔。

水产养殖业的发展使休渔成为可能。水产养殖是一个可再生的、弹性很大的产业。此外，它还可以帮助我们保护海洋。美国国家海洋和大气管理局认为，渔业养殖可以减少美国对进口海产品的需求（使美国每年少进口价值100亿美元的海产品），还可以为美国创造许多就业机会，并能缩小贸易逆差，改善粮食安全状况。其他一些人则认为应该谨慎看待这一问题。如果要养殖0.5千克像鲑鱼这种肉食性的鱼类，就需要用1千克的野生杂鱼去喂养。另外，鱼类育种场也会碰到所有工厂化养殖场都会碰到的问题：成千上万条鱼挤在一起，所导致的浪费和疾病将会演变成一个大问题。另外一大问题是，这种养殖场还可能会摧毁自然生境。例如，虾类养殖就毁坏了世界各地的沿海红树林。

但是，即使在这方面，我们也能够从错误中学习。考虑到巨大的国际压力，如今虾类养殖业已经修正了自己的一些传统做法。另外，在大部分鲑鱼养殖场，改良过的植物蛋白、被提取脂肪后的动物副产品和强化氨基酸正在替代野生杂鱼，成为鲑鱼的饲料。我们发现，如果把农业与水产养殖业整合到一起，就会带来更大的收益。

从小的改进方面来说，在亚洲，稻农们已经在小规模的范围内利用鱼类来对抗水稻虫害，比如说在稻田中养殖黄金蜗牛，既有助于水稻产量的提高，又能增加蛋白质的消费（因为农民们在收获稻谷的同时还能收获鱼产品）；在非洲，农民们会在他们家的花园里挖出一口鱼塘，因为鱼塘底部的淤泥可以制成矿物含量丰富的肥料。而从大的突破方面来说，最激动人心的创新当属威尔·艾伦（Will Allen）的城市水产养殖了。艾伦是“成长力量”（Growing Power）的领导者，他还因此而获得了麦克阿瑟天才奖。“成长力量”是位于密尔沃基市的一个非营利性组织，它是全美国最早建造垂直农场的组织之一。艾伦是城市水产养殖业的先驱，他打算把他的垂直农场的第一层用于水产养殖。大约416立方米的水就能养活10万条罗非鱼、湖鲈鱼，甚至还有可能养蓝鳃太阳鱼呢。而鱼的粪便又能回收再利用——把它当作肥料，给温室中种植在较高层的植物施肥。

但是，艾伦的计划也只不过是一个起点。如果人类真的想保护海洋，珍视作为人类所需的蛋白质的一种来源的海产品，那么，就必须让上述综合性的水 产养殖业成为整个食物链的重要组成部分。“如果我们真的珍视海洋和海洋的‘健康’，” 西尔维娅·厄尔继续写道，“我们就必须认识到，鱼类对维持海洋生态系统的完整性是至关重要的，而海洋系统的完整性是保证这个星球继续成为人类的舒适家园的根本条件。我们一直固执地认为，这些质优味美的鱼只是盘中餐，而没有认识到它们对生态系统的重要性，对人类来说，生态系统同样具有很大的价值。”

早在1932年，温斯顿·丘吉尔就说过：“50年后，现在这种为了吃鸡胸肉或者鸡翅膀而饲养整只鸡的做法将变得荒谬可笑。因为到那时，在合适的条件下，我们将能够单独地把鸡胸肉或者鸡翅膀培育出来。”事实证明，丘吉尔是一个非常有先见之明的伟人，只不过，要把他说的这些要变成现实，生物工程学家们可能还要再花10~20年。很显然，即使再多等一段时间，也是非常值得的。

人工培植肉（试管肉）是一种由干细胞培植出来的肉。这种制造肉的工序首先是由美国国家航空航天局的专家们在20世纪90年代末期提出来的。美国国家航空航天局的专家们认为，在漫长的太空飞行过程中，培植“试管肉”可能是为美国宇航员提供肉食的一个好方法。2000年，研究者们决定拿金鱼细胞来制造可食用的肌肉蛋白，于是研究正式启动了。到了2007年，这个研究已经取得了很大的进展。为了促进人工培植肉的大规模生产，一些科学家还成立了一个组织——试管肉研究联盟（In Vitro Meat Consortium）。次年，提交给在挪威举行的试管肉国际研讨会的一份报告显示，如果把试管肉放在一个被称为生物反应器的巨大容器内进行培植，那么它的成本可以大幅度降低，足以与欧洲的牛肉进行价格竞争。为了促进试管肉的研发，善待动物组织（People for the Ethical Treatment of Animals，简称PETA）的一些成员还设了一个总额高达100万美元的奖项。到了2009年，荷兰的科学家已经在一个有盖的培养皿内成功地将猪细胞培植成了猪肉。从此以后，有关试管肉的研发工作就有条不紊地展开了。虽然要把这种技术全面推向市场可能还要再等上10年左右的时间，但是我们绝对已经朝着那个方向迈进了一大步。

为人们提供优质的蛋白质，这个愿望只是推动试管肉技术发展的因素之一。“养牛业对环境来说是一场灾难，而且绞碎的牛肉并不太适合人体，”新收获（New Harvest，一个非营利性的组织，它资助研究人工培植肉）的主管詹森·马瑟尼（Jason Matheny）说，“如果大家都开始食用人工培植肉，那么单就减少温室气体排放量来讲，其效果就相当于每个美国人突然全都开始驾驶混合动力汽车了。而且，从健康角度来说，真正的牛肉总是含有相当比例的脂肪酸，它会导致心脏病。你不可能把一头牛变成一条鲑鱼，但是，人工培植肉却允许我们做到这一点。我们可以利用试管肉做成汉堡包，这样就可以防止心脏病的发作，而现在用牛肉做的汉堡包可能会引发心脏病。”

通过生物反应器来生产牛肉，我们也会变得不那么容易受到新出现的疾病（70%新出现的疾病都来自于牲畜）和污染物的侵害——有些疾病的发生就是由屠宰场的工人不小心切开了动物的胃肠管所导致的，所以，食物供应受到有害细菌侵蚀的危险也就不复存在了。当然，人工培植肉很可能也会遭遇当初转基因农作物所面临的敌对情绪，不过，医疗机构却对这种技术非常热心，因为这种技术可以用于器官再生。如果我们愿意把一个人工培植的肾永久性地植入体内，那么，对于只在胃里待上几个小时的人造牛肉又有什么好担心的呢？

从它既能提供营养强化型的肉，又减少了我们患流行性疾病的风险这一点上来看，人工培植肉无疑增进了人类的健康福祉。除此之外，如果推广了人工培植肉技术，那么当前用于牲畜养殖的全球30%的陆地又可以重新用于植树造林了；为了生产牛肉，每年都要夷平像整个比利时那般大小的一块亚马逊雨林，如今这块雨林又可以得到保全了；世界上40%的谷物都被用于喂养牲畜，现在这些谷物又可以用于人类消费了；我们也不必再为了自身的利益而每年杀死400亿只动物了（这还只是美国的数字）。正如善待动物协会的主席英格里德·纽科克（Ingrid Newkirk）在接受《纽约客》杂志的采访时所说的那样：“既然人们不愿意停止食用动物肉，那么，就为他们提供另一类不需要杀戮的、更新鲜的动物肉吧。恐怖的屠宰场、运输卡车、动物的残肢、工厂化农场给人类带来的苦难，所有这一切都将消失，那将是一件多么令人愉快的事情啊。”

农业的美好未来

到目前为止，我们在本章中已经讨论了3种用来解决人类的食物问题的技术。这3种技术拥有养活整个世界的巨大潜力，但是，还有一些问题需要进一步讨论。虽然今天水产养殖业已经有了相当大的规模，但是，左右基因工程产业的主要是3种转基因产品（棉花、玉米、大豆），它们已经完全打进了世界市场。现在，人们还相信，黄金大米（维生素A加强型大米）也即将突破监管障碍进入人们的食物链。许多人认为，这种技术将会挽救数百万人的生命，而且这种新技术的出现很可能会导致人们转变观念，加速他们接受其他转基因作物的过程。但是，有关的监管法规与基因工程技术的发展速度并不同步，甚至已经对基因工程的发展构成了许多障碍。这种状况至少需要再经过5~10年的时间才会出现显著的变化。

另一方面，人工培植肉的大规模推广可能还需要10~15年的时间，垂直农场在现实世界中的广泛应用可能也需要同样多的时间。此外，目前所设计出来的垂直农场都是建造在城市当中或者在城市近郊的，而世界上大多数饥饿和营养不良的人基本上都生活在贫困的农村地区。鉴于以上这些事实，我们确实需要加快部署一些应急措施。

虽然没有一劳永逸地解决这个问题的一揽子技术，但是现在确实已经出现了一种新型的农业生产模式，它融合了农学、林学、生态学、水文学以及许多其他学科的最好的知识和技术。众所周知，农业生态学的基本理念是模拟自然界来设计食物生产系统。农业生态学家并不片面追求零环境影响，他们所希望的生态系统是这样的一个系统：它能够以更少的土地生产出更多的粮食，同时还能加强和促进生物的多样性。

现在，他们正在朝这个方向稳步迈进。联合国最近的一个调查发现，在57个国家实施的农业生态学项目已经使粮食产量平均增加了80%，其中有些地方更高达116%。在这些项目中最成功的一个范例是推拉系统（push-pull system），这个系统是用来帮助肯尼亚种植玉米的农民对付农作物瘟病、侵略性的寄生杂草与贫瘠的土壤状况的。推拉系统并不需要太高的技术，它是一种间作式系统，农民们只需在一行行的玉米中间种上某些特定的植物就可以了。有些植物能够释放出让昆虫感到不适的气味，这些气味能够“逼迫”（“推动”）昆虫逃离玉米地。还有其他的一些植物，比如说有黏性的糖蜜草，它能够把昆虫“吸引”（“拉”）进来，这些植物发挥了自然粘蝇纸的作用。利用这种简单的方法，农民们能够使他们的粮食产量增加100%~400%。

更重要的是，只有当这些农业生态学技术得到了广泛应用的时候（已经有30万非洲农民采用了推拉系统），我们才开始明白它们的真正潜力。虽然这种生产实践本身看起来明显是一种“低”技术，但是当农民被告知哪些农田适合应用推拉系统时，它所依靠的信息技术，却是一种呈指数型速度增长的“高”技术。此外，这种生态农业技术也不会引发任何反基因工程的偏见，因此随着可以利用的生物技术的日臻完善，新的种子很快就可以融入到这个可持续发展的系统当中。正如加州大学戴维斯分校的植物病理学家帕梅拉·罗纳德在为《经济学人》所写的一篇文章中所解释的，这或许是最好的一条出路，他说：

几乎每一种农业系统（传统的、有机的或者介于两者之间的）的前提和基础都是目前我们所能获得的种子。种子培育工作的重要性绝不可低估。仅仅依靠转基因农作物不可能解决农业所面临的所有问题。从生态学观点来看，农业生态系统的建成、其他技术的变革、政府政策的改进，毫无疑问，所有这些也都是必需的。总之，现在已经形成了一个明确的科学共识，那就是基因工程农作物与生态农业生产两者是能够共存的，而且，如果我们真的想在未来创造一个可持续发展的农业体系，那么这两者都是不可或缺的。

行文至此，你现在应该已经清楚了，这是一个很长的链条，它的每个环节都是可持续的、集约型的，背后的支撑力量则包括了：农业生态学原理、基因工程农作物、合成生物学、多年生套植作物、垂直农场、机器人技术和人工智能技术、综合农业系统、经过改良的水产养殖业和正在蓬勃发展的人工培植肉技术。凭借这些，我们将要养活全世界90亿人。这并不是一件简单的事。我们需要同时按比例协调一致地扩张所有这些技术，而且越快越好。最后这一点是关键所在。对于每年都大批量“生产”的植物，有一个衡量指标，即初级生产力。因为地球上的所有动物要么靠吃植物为生，要么靠吃其他动物为生（因此最终还是靠吃植物为生），所以初级生产力是一个很好的衡量标准，可以用来检验人类的食物消费对地球产生的影响。现在，我们消耗了地球上40%的初级生产力。这是一个非常高的数字。那么临界点是多少呢？也许，当这个数字达到45%时，就会使生物多样性遭到毁灭性的打击，到时候，生态系统就再也无法恢复了。当然，这个临界值也可能是60%。没有人知道确切的数字是多少。但是有一点是明确的，除非我们明白怎样做对生态系统更好，才有可能着手减少负面影响，否则随着人口的不断增长，人类几乎没有希望赢得一个可持续的未来。但是，如果能够按照我们在这一章中所描述的蓝图去做，那么，就可以从根本上增加地球的初级生产力，保护生物的多样性，同时还能兑现人类最古老的人道主义承诺：让饥饿的人填饱肚子。当然，在一个真正富足的时代，是肯定能做到这一点的。