Sản xuất thực phẩm hướng tới tương lai: Tích hợp nông nghiệp công nghệ cao vào các thành phố

Vậy, giải pháp thay thế là gì?

Mặc dù việc sử dụng sân thượng, ban công và vườn thẳng đứng để sản xuất thực phẩm ngày càng phổ biến, nhưng những cách tiếp cận này phải đối mặt với những thách thức đáng kể trong mối quan hệ của chúng với không gian ngoài trời và môi trường xây dựng. Ô nhiễm không khí và nước ở các thành phố, thường chứa đầy kim loại nặng và hóa chất, có thể khiến các vườn thực phẩm không an toàn để tiêu thụ. Ngoài ra, các yếu tố môi trường như hiệu ứng đảo nhiệt có thể làm giảm khả năng mở rộng của các hệ thống này. Tính liên quan của vấn đề này trở nên rõ ràng hơn khi chúng ta xem xét rằng, theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO), 79% thực phẩm được sản xuất trên toàn thế giới được tiêu thụ ở các khu vực thành thị. Những số liệu thống kê như vậy cho thấy rằng các chiến lược làm vườn đô thị này sẽ chỉ giải quyết được một phần tự tiêu thụ, do tỷ lệ hạn chế giữa không gian sống và diện tích cần thiết để trồng thực phẩm.

Đây chính là lúc công nghệ trở nên quan trọng. Khi chúng ta phát triển các kịch bản mới tích hợp sản xuất lương thực đô thị với các chiến lược phục hồi cho nhiều cuộc khủng hoảng khác nhau, chúng ta đang chứng kiến sự xuất hiện của những đề xuất sáng tạo. Những đề xuất này tận dụng tối đa tiềm năng công nghệ và, khi được tích hợp với môi trường đô thị, sẽ mở ra những hướng đi thú vị để giải quyết các thách thức trong tương lai về sản xuất lương thực một cách mạch lạc và hiệu quả.

Sự trỗi dậy của các khu vực nông trại đô thị và ven đô trong các thành phố

Không có gì ngạc nhiên khi không gian và đất đai ngày càng khan hiếm, vốn là yếu tố then chốt đối với các hệ thống kiến trúc truyền thống . Đối mặt với thực tế này, chúng ta có thể chứng kiến sự xuất hiện của những khu vực tập trung chủ yếu vào nông trại trên không. Với một phương pháp tiếp cận chiến lược trong quy hoạch sử dụng đất, những khu vực này có thể được quy hoạch cho nông nghiệp, kết hợp cả các công trình trên mặt đất và có khả năng nổi.

Nông trại khí canh là các cơ sở nông nghiệp đô thị sử dụng hệ thống canh tác không cần đất, được gọi là nông nghiệp khí canh, nơi cây trồng phát triển trong môi trường được kiểm soát, với rễ cây lơ lửng trong không khí, được phun sương dinh dưỡng và nước. Ngoài ra, chúng còn tích hợp công nghệ tiên tiến, chẳng hạn như đèn LED, hệ thống giám sát môi trường tự động, và hệ thống tái chế nước và dinh dưỡng, tối ưu hóa sự phát triển của cây trồng. Hãy tưởng tượng những thành phố nơi những tòa nhà này, dành riêng cho nông nghiệp, được trải rộng dày đặc. Quy mô và sự phức tạp của chúng có thể gợi nhớ đến những thành phố vô hình của Italo Calvino. Bạn có thể tưởng tượng việc đi bộ qua những cảnh quan đô thị, nơi tất cả những gì bạn thấy là các công trình nông nghiệp không?

Kết hợp tái sử dụng và nông trại điện mặt trời để tạo ra giải pháp xây dựng thân thiện với môi trường

Tái sử dụng thích ứng được xem là một trong những giải pháp hiệu quả nhất để giảm thiểu tác động môi trường của kiến trúc. Nhìn về tương lai, khả năng sử dụng một phần quỹ đất xây dựng hiện có để chuyển đổi chúng thành các trung tâm nông nghiệp đô thị đang được nghiên cứu. Cách tiếp cận này đặt ra một số thách thức, chẳng hạn như tính tương thích của các tòa nhà với hệ thống công nghệ cần thiết cho sản xuất lương thực, nhưng cũng thúc đẩy sự đổi mới trong thiết kế kiến trúc.

Theo chương trình cải tạo năng lượng, những cải tiến này có thể được tích hợp với các hệ thống nông trại điện mặt trời, đạt được mục tiêu sử dụng không gian kép. Các tấm pin mặt trời sẽ tạo ra năng lượng đồng thời cho phép trồng trọt thực phẩm xung quanh, tối đa hóa không gian và tạo ra sự cộng sinh giữa thực phẩm và năng lượng. Vị trí chiến lược của những tòa nhà này tại các trung tâm đô thị, nơi đảm bảo khả năng tiếp cận các dịch vụ cơ bản, có thể rút ngắn chuỗi sản xuất và cung ứng, từ đó góp phần tạo nên một mô hình bền vững, kinh tế và hiệu quả hơn.

Kiến trúc đổi mới cho nông nghiệp 4.0

Xét cho cùng, kiến trúc không phải là ngành duy nhất được hưởng lợi từ sự tiến bộ của công nghệ. Các hoạt động nông nghiệp cũng đang có sự tăng trưởng ấn tượng nhờ cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, bao gồm nhiều đổi mới công nghệ. Ví dụ, Big Data và phân tích thông qua trí tuệ nhân tạo đang giúp xử lý khối lượng thông tin khổng lồ để phân tích xu hướng , dự đoán năng suất và tối ưu hóa các quyết định nông nghiệp. Điều này có thể dẫn đến các chương trình kiến trúc kết hợp không gian trồng trọt thực phẩm và phòng máy chủ trong các trang trại đô thị và cơ sở trồng trọt trong nhà .

Robot và trí tuệ nhân tạo (AI) cũng sẽ đóng vai trò quan trọng trong thiết kế các tòa nhà của chúng ta. Với sự hỗ trợ của máy móc và robot, các công việc như trồng trọt, thu hoạch và chăm sóc cây trồng có thể được thực hiện hiệu quả hơn, giảm thiểu sự phụ thuộc vào lao động thủ công. Phương pháp này thúc đẩy nông nghiệp chính xác, tận dụng công nghệ để tối ưu hóa việc sử dụng các yếu tố đầu vào như nước, phân bón và thuốc trừ sâu, từ đó giảm thiểu chất thải. Ngoài ra, chính chất thải đó có thể được sử dụng để phát triển các vật liệu sinh học giúp giảm thiểu tác động đến môi trường xuống mức bằng không.

Chắc chắn, khi chúng ta đang tiến tới một tương lai mà khủng hoảng lương thực ngày càng trở thành hiện thực, việc tiếp cận nó một cách thận trọng là điều cần thiết. Điều này là cần thiết, bởi nhiều cuộc khủng hoảng hiện nay bắt nguồn từ thói quen sản xuất, quản lý và tiêu dùng của chúng ta, cùng với các chính sách công thiên về sự dư thừa hơn là các phương pháp có trách nhiệm hơn. Để đối mặt với những thách thức này, điều quan trọng là phải xem xét lại các mô hình này và áp dụng các biện pháp bền vững hơn kết hợp với công nghệ, điều này sẽ giảm thiểu tác động của khủng hoảng và xây dựng các hệ thống phục hồi tốt hơn cho tương lai.

Bối cảnh xã hội, địa lý và kinh tế sẽ quyết định cách chúng ta đối mặt với những thách thức đương đại này. Đồng thời, những cuộc tranh luận song song có thể sẽ nảy sinh, dẫn chúng ta đến việc đặt câu hỏi về tương lai của môi trường đô thị, hoặc thậm chí liệu các vùng ngoại ô có thể trở thành những thành phố mới hay không. Có rất nhiều hướng đi khả thi, và có thể vẫn còn quá sớm để dự đoán tương lai sẽ ra sao. Tuy nhiên, chúng ta phải xem xét lại mối quan hệ của mình với các hệ thống sản xuất, không gian ngoài trời và môi trường xây dựng để tạo ra một tương lai công bằng và bền vững hơn.

*Bài viết gốc mang tên "Future-Focused Food Production: Integrating High-Tech Agriculture into Cities" của tác giả Enrique Tovar, đăng tải trên archdaily.com