主题：亩产万斤，中国问题的解决办法(更新，对网友问题的答复） -- songcla
家园 亩产万斤，中国问题的解决办法(更新，对网友问题的答复） 更新在文末。
不好意思当一回标题党。
最近看到中国私人汽车销量世界第一的消息，并且很多网友都由此担心可持续发展的问题，因为如果中国人均汽车保有量达到中等发达国家的水平，私家汽车总量就至少为五亿辆，那将消耗巨大的土地和能源。新能源是有可能解决能源和污染问题的，但是土地却是不可能增加的（梦想开疆拓土的网友不要砸我）。事实上中国很多其它问题也都是土地资源不足导致的，例如房价。但是人的本性总是难以满足的，人人住别墅开私家车是工业化后民族的必然想法，这里的问题是，科技是否有解决中国可用土地资源稀缺的办法。
答案是有的。关键在于高效的利用土地。工业，第三产业利用土地的效率远远高于农业，所以城市人口密度承载能力远高于农村。设想今日绝大部分农业用地成为城郊和城镇，毫不夸张的说满足一定意义上的“浪费”的生活模式是绰绰有余的。而种植单一作物的土地改成半森林城郊地带对自然环境，减少水土流失等等也是大有裨益。
但是中国作为一个大国决不能在粮食上依靠进口，长远的解决办法可能是彻底改变人类几千年来的农业生产模式。
农业生产的本质是植物利用太阳能固定空气中的碳，生成含有化学能量的碳氢化合物。植物的效率不高，所以必须用大量的土地以获得足够的产量。提高单产的一个办法是改进植物的效率，所以袁隆平的工作对世界人民是一个伟大的贡献。但是亩产万斤似乎仍然遥远。
最近一期的科技美国人提出了另外一个思路，就是高层农业。
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-rise-of-vertical-farms
外链图片需谨慎，可能会被源头改文中的几个要点如下
传统农业污染环境，浪费水资源，土地资源。
玻璃高层建筑中的农业处于可控状态下，可以人为的循环水，大大减少农药排放，可以提高二氧化碳浓度和温度以增加产量。密集而电气化的生产减少化石燃料的需求。（例如不用每年耕地）
一个街区的三十层玻璃农场生产的食物等同于两千四百英亩土地
现有技术已经比较完善。
农业工厂对自然环境的要求低。由于可以人为控制温度湿度，盐碱地，荒漠，寒带都可以利用。
从实践来说，人类在室内种植作物已经有一定经验，例如蔬菜大棚。
农业工厂可以设置在城市周边，就进运输，减少能量消耗。作物生长不受季节限制。自然灾害例如干旱和洪水不在导致减产。
可控环境下可能完全免除农药的使用。例如只要有一代经过仔细处理，封闭环境下的生产就不在需要新的处理。
文中作者做了简单的计算，一个占地五英亩三十层高的农场等价于两千四百英亩的土地（每层标准楼高有四个亚层）加上寒带地区也可以一年种四季，以及可以人工光照等等优势，单产可以提高一千多倍。真正的亩产万斤！
荒漠中的农场，令人印象深刻。
农场基本构造的设想。
非常感谢大家的探讨。总的看来主要有两点争论
第一，农业工厂周围不能建其它高大建筑。
其实这正是设想的目的，即将大部分农业用地转换成城郊：例如别墅式住宅，公园和公路等等用途的土地，而不是提高总的城市极限。森林，道路，私人别墅等等建筑通常高度都在两层下即可以设想，占地五英亩的农业工厂解放周围两千四百英亩的土地，这些土地可以发展成别墅区，公路，公园等等。原来的农村发展成一群各相距几十英里的农业工厂和郊区化的城市。这样这片土地人口承载能力虽然小于大城市，但是会大大高于原来的农村，而且生活水平可以达到发达国家的水平。事实上西方所谓的郊区化都是非高层建筑。
第二，由于农业工厂需要补充光照，实质上成为能源换土地。（这个科技美国人那篇文章的作者在原文中也有提到，但并未提出解决方法）
这是一个比较严肃的质疑。但是高层建筑的采光面积也是随建筑高度线性增长的。首先考虑直射阳光，当太阳倾角低于层与层之间的限制时是直射的，所以每层大部分区域早晚各能被直射一段时间，而中国处于北半球，大部分疆域即使正午太阳光角度也不会垂直地面。由此可见这项技术对于高纬度地区的国家更加有利。另外，整个大气层对阳光有强烈的漫反射作用，所以白天天空才是明亮的，在非直射区域的光强是不低的。一个例子就是白天北半球朝北的采光良好的室内即使没有被直射也是完全不用人工照明的，而室内人工养殖的植物也并不一定需要让阳光直射。所以通过适当培养较弱光照下生长的作物（既提高植物的光合作用效率），是可能不需要消费额外能源的。
家园 再往后就需要生物圈了 一个自给自足的系统，只要有阳光照射就可以。好像startrek里面的每一艘飞船都是生物圈了。大家吃的喝的都回收了，然后通过复制器再转化为食物，中间就是消耗能源。
家园 这在某些地方是有用的，就是周围不太需要阳光的地方。 家园 城市里早就是高楼林立了 大家没有感到不好啊。
家园 中国现在已经有人在做类似的，个人认为纯粹是骗钱 楼下村长说的没错，就是拿钱和能源换粮食。
中国现在已经有人在做类似的，个人认为纯粹是骗钱：某农业大学的高科技示范园区，无土栽培的高科技大棚，包括一些生菜的多层栽培，据说是某欧洲海归领头，国家投了几个亿，运行费用也极高，他们出产的西红柿，黄瓜之类算下来每斤成本价二十元：打着高科技的招牌可以在附近城市高尚小区里卖到10元一斤，国家还要补贴十元。我们当时参观的时候就说，如果哪个农民脑子坏了来学习这种高科技， 裤子都要赔掉。项目公关做得很好， 是该校的高科技招牌，克林顿、江泽民来参观的大幅照片摆在门口，后来和该校毕业的某学生一谈，他说这个项目完全是个笑话，克林顿、江泽民参观是来参观，但坚决不会品尝这里出产的任何东西，无他，都是化学药物催出来的。所以，这种东西不但是只有富人吃得起，稍微知道点内情的富人有其他选择的时候还根本不会吃。
这种项目做为科研我不反对，基础研究本来撞大运的就不少。但在这种阶段就上如此大规模，我觉得完全是海归骗钱，而且也就是在中国那种迷信高科技的情况下（村长帖子里说得都应该是常识，但中国太多人没有常识；太多人去参观立刻被高科技骗得云里雾里，而不像我们去问最基本的常识问题－一斤黄瓜成本价多少）才骗的到那么多钱－－该海龟的欧洲导师在欧洲绝对拿不到这么多钱上这么大规模。
家园 [最新一个消息] 亩产万斤”有望成为现实 广西刚刚发现了一种光合作用效率很高的野生水稻植株，在浓密的树荫下都能茁壮成长，初步估计它的光合作用效率比现有水稻品种要高十倍以上、可以达到25％。
还记得老钱的“亩产万斤”论证、有一个被无数人猛批的前提条件么？没错，就是“农作物光合作用效率30％”，在过去几十年这被认为是不可能的。
如果广西发现的野生水稻遗传特型稳定，而且能把它的优势基因和现有水稻品种结合起来，这种持续了几十年的“公理”，就有可能被推翻，而粮食产量的增长则无疑有了更大的后劲。
家园 考，这是俺小时候的主意 惨了，被剽窃了
家园 有点像种大麻的放大版本 这能耗肯定小不了。条子抓种大麻的，基本就是看不正常耗电量。
粮食产量走高投入高产出是一条路。走品种改良，减少损耗，也是一条路。每年被病虫害搞掉的产量就占20%，这一块可以好好搞搞的。
家园 支持，不管是渠道如何，地球上的能源归根结底是太阳能 传统农业是利用太阳能，现代农业还可以加入其他能源来从事农业生产。
实验室中大面积的组织培养，就是用能量换植物生长量。
无论什么能量，归根结底都可以追溯到太阳的能量，连地球本身都还是从太阳中甩出来的一团岩浆冷却而成的呢。
只要有了钱，就可以得到能量，比如去购买石油供应火电厂和建设核电站。
这里的好处是什么呢？就是用高层建筑节省了土地。
有了钱和能量之后，就不会被可耕地面积这个瓶颈给约束住了。
家园 太阳甩出岩浆冷却成地球？ 好新奇的想法啊。
家园 这是在用能量换粮食 这个方法的基本点是人为增加种植面积；太阳能是不会因为你多盖了几层楼就多照几遍的，所以需要提供光合作用所需要的能量。就是说在用能量换粮食。
土地紧缺，人口压力进一步增加，用能量换粮食是早晚的事情，至于是几十年还是几百年，那就不好说了。
远期看，合成粮食大约也是可能的。天然的光合作用的能量利用率太低了，要找其他方法。
不过真到了那个时候，穷人可怎么活呢？
