典型的農場燃燒大量化石燃料來耕地、播種、收割和將產品長途運輸到人口中心。它撒播大量石油基肥料，這些肥料隨後流入溪流和流域。它還消耗河流般的淡水，並在鄉村地區噴灑殺蟲劑。飼養雞和豬更以不衛生的汙穢物進一步損害地球。
為什麼不在不斷擴大的消費者群體所在地種植穀物、蔬菜和水果：在城市中心，在一棟高聳的玻璃建築內？家禽和豬也可以在那裡飼養。垂直農場將大大減少與農業機械和卡車運輸相關的化石燃料使用和排放，以及肥料的擴散和徑流。作物可以全年種植和收穫，而不是在一個季節結束時，使年產量至少增加四倍。城市農業還可以將城市廢水轉化為灌溉用水，減少城市的垃圾問題。消費者將獲得最新鮮的食物，而且不含農藥。
幾年前還只是一個異想天開的想法，垂直農業已經引起了大型開發商的關注，他們正在規劃更可持續的城市，例如跨國公司奧雅納，以及希望減少環境破壞和廢水處理成本的市政當局。儘管在市中心摩天大樓中種植作物可能看起來很奇怪，但哥倫比亞大學的迪克森·德斯波米爾一直倡導這項運動，他說這種做法完全合理。“當室外溫度為 98 華氏度，溼度為 80% 時，我們人類會坐在一個溫度為 72 華氏度，溼度為 25% 的受控環境中，”他說。“我們為我們的住宅和辦公室做到了這一點。為什麼我們不能為我們的作物做到這一點呢？嗯，我們可以。”
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支持者還表示我們必須這樣做。如果像人口統計學家預測的那樣，到 2050 年世界人口將從 60 億增加到 90 億——幾乎完全是透過城市人口的淨增加——地球將需要開墾 10 億公頃更多的可耕地，大約相當於巴西的面積。研究人員表示，根本沒有那麼多可耕地。
室內農業的科學確實存在。農藝學家已經開發出在輕質工程土壤（如蛭石）或水中（水培法）茁壯成長的作物。美國國家航空航天局 (NASA) 設計出透過懸掛在充滿水蒸氣和營養霧氣的空氣中生長的作物（氣培法）。包括荷蘭在內的幾個國家的大型溫室正在使用這些技術生產大量農作物。德斯波米爾表示，一座覆蓋一個城市街區的 30 層農場可以全年為 50,000 人提供食物。
懷疑論者擔心室內作物必須經過基因改造才能茁壯成長，但德斯波米爾表示，這種改造是不必要的：“這些作物都不需要為了在室內生存而進一步改造。事實上，它們會做得更好，因為我們可以將它們的生長特性與溫度和溼度條件以及營養成分相匹配。”
工程化這種環境本身是更大的挑戰。提供充足的光照和水分相對容易。更難的是控制室內空氣和養分的流動，有效迴圈利用水，以及設計高科技焚化爐，將植物廢棄物燃燒以產生能量，從而補充風能和太陽能。
運營成本當然是一個問題，包括冬季供暖和收割。但傳統農業消耗的肥料和燃料也很昂貴；看看今年食品價格的上漲就知道了。政府每年還支付數十億美元來救助因乾旱和洪水（如今年 6 月席捲中西部的洪水）而損失作物的農民。
雖然城市中的房地產對於農業來說似乎過於昂貴，但德斯波米爾的研究生們調查了紐約市，發現許多廢棄的建築物和地塊可以用來建造高層農場。“而且它們不必都是高塔，”德斯波米爾承認。“你可以在醫院和學校的屋頂上做這件事，”這些機構將在自己的食堂中使用這些食物。“你可以在周邊地區，但仍然在城市範圍內做這件事。你可以在空軍基地、機場和城市島嶼的空曠地帶做這件事。”
減少城市的廢水負擔也很有吸引力。城市報告顯示，紐約市每天產生 14 億加侖的液態廢物。這條巨大的河流只是被扔掉了——它在 14 個處理廠與氯混合後傾倒入當地水道。相反，城市農場可以重新處理廢水用於灌溉。正在設計可持續生態城市的開發商正在與德斯波米爾討論垂直農業，原因也在於此，以及它對環境更友好的食品生產的其他吸引人的承諾。“我一直在問人們，‘這張圖有什麼問題？’”德斯波米爾指出。“一旦他們考慮一下，他們就會說，‘沒什麼。’”
注意：本文最初印刷時的標題為“垂直種植”。