摘自《向上迴圈：超越可持續性——為富足而設計》，作者：威廉·麥克唐納和邁克爾·布朗加特。版權所有 © 2013年4月16日，北角出版社。
將食物視為電池——這是我們現在希望您考慮的。但在我們充分表達這個提議之前，我們需要回顧一下電池是如何工作的，這樣您才能理解透過這個比喻思考所帶來的美妙之處和潛在的創新。
電池不是電力的儲存容器，正如人們可能認為的那樣。它們不會提供電力，因為有人以某種方式將電力泵入並鎖住，現在就可以使用了。相反，它們包含著電磁反應的潛力，如果發生這種反應，就會產生電力。電池由負極溶液（陽極）和正極溶液（陰極）組成，它們之間由電解質的離子分隔開。陽極中多餘的電子想要移動到陰極，但它們之間沒有透過電解質的路徑。
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當一根導線將電池的負極連線到正極時，電子可以透過導線流動，尋找它們在陰極的歸宿。這些自由流動的電子在路徑的中間為您的手電筒供電或啟動您的汽車。
電池的美妙之處在於它是潛在的能量，隨時隨地供您使用。如果電池電量耗盡，則可以透過反轉過程來對其進行充電，迫使電子從陰極進入陽極。然後，您可以再次使用電池來提供電力。
現在想想人類通常是如何產生能量的。我們燃燒化石燃料——即碳基有機化合物（正如我們之前所說，化石燃料是古老的有機化合物）——並無意中將它們轉化為二氧化碳和其他物質。
光合作用是一種電磁反應，它從水中釋放電子，將二氧化碳轉化為有機化合物。1它是燃燒化石燃料的反向過程。它正在給電池充電。它正在為我們的能源充電。如果人們不允許給電池充電，世界就無法重新資本化。
如果今天人們觀察我們的有機電池，即這個生物圈，它為人類提供了數千年來滿足其所有需求的能量（煤炭和石油中的化石燃料；木材中的生物燃料），人們可能會開始理解充電的重要性。人類有充分的理由希望這樣做。
迴歸大地
讓我們看看常見的蚯蚓。當蚯蚓在土壤中蜿蜒前行時，它會進行通氣、耕作、犁地和施肥。當然，它並不打算做這些事情，但它似乎是被大自然設計成在它所做的每一件事的過程中都產生有益的效果。
蚯蚓是貪婪的消費者。它們每天吃掉相當於自身體重的食物。然而，它們對生態系統非常有益（我們使用“然而”表明人們已經將“消耗”與破壞和浪費聯絡起來，這在自然界中肯定不是這樣）。蚯蚓糞便——它們留下的東西——只在變成“食物”之前的一瞬間是“廢物”：這些糞便富含養分，非常豐富——它們所含的氮、磷酸鹽和鉀鹽含量高於周圍的土壤。卑微的蚯蚓是地球上最有價值的生物之一（而且顯然是達爾文最喜歡的生物之一）。
將這種與土壤的高度有效和進化的相互作用與人類最近與土壤的相互作用進行比較。人類有能力像蚯蚓一樣有效。一種方法是新增養分，我們可以很容易地做到這一點，但到目前為止，在大多數情況下，我們還沒有這樣做。
我們該如何做到這一點？隨著時間的推移，技術電池的發展歷史一直是嘗試使用各種物質來維持最長的充電時間和促進產生電子流所需的最強大的化學反應；在最佳化其能量輸出持續時間的同時，減小電池的尺寸和成本；併為特定產品和需求建立特定的電池。
將其轉化為地球電池：我們可以建立農業技術，以維持最長的生產力週期，增強土壤以實現最佳植物生長，以最緊湊的方式利用土壤，併為不同地點多樣化地設計生長。
目前在人類歷史上，我們設計和實施了一個系統，使我們面臨耗盡地球電池的危險。人類工業不將碳視為有價值的資產。人們不餵養土壤。自美國成立以來，據一些統計，該國已經耗盡了75%的表層土壤。這種損失大部分是由於現在值得懷疑的現代農業技術造成的——單一栽培（年復一年地種植一種作物，因此相同的養分被吸走）、過度耕作（這會鼓勵表層土壤變得容易揚塵和侵蝕）以及過度灌溉和過度使用造成的土壤鹽鹼化。
150年前，愛荷華州的草原有12到16英寸的表層土壤，以及儲存在草原植物深根中的碳，這些根深達15英尺。現在表層土壤減少到6到8英寸。土壤生產需要大量的時間；建立一英寸的表層土壤可能需要100到500年的時間。有了這些數字，人類幾乎沒有趕上的希望。
我們正在揮霍我們未來的食物。美國的一些估計表明，每損失一英寸的表層土壤分散到空氣或水中，小麥和玉米的產量就會損失6%。或者換句話說，據說美國每年損失價值1250億美元的表層土壤。
這個問題正在世界各地發生。美國表層土壤的流失速度比其補充速度快10%；中國和印度的流失速度快30到40倍。
損失的數量並不是唯一的問題。人們也在耗盡剩餘土壤的肥沃度。
被稱為“綠色革命之父”的農學家諾曼·博洛格在1970年獲得了諾貝爾和平獎，他提出了關於雜交以最佳化穀物以提高產量的革命性想法。諾貝爾評選委員會認為他拯救了超過10億人免於飢餓。但這些綠色革命的概念現在已經激發了工業化農業，使其將雜交和基因改造升級到銷售除草劑以殺死雜草，然後出售能夠抵抗除草劑的作物種子的地步。農民至少從同一家公司購買兩種不同的產品——種子和除草劑。農民也變得更加依賴土壤新增劑，例如磷酸鹽，磷酸鹽通常是開採的，這需要農民遠赴他鄉——當然也遠離田野，甚至到遙遠的土地——以維持當地的高產量。
綠色革命的生產力非常高，但它的重點基本上是從電池中獲取能量，而沒有考慮有機電池的最佳化設計，即如何保持充電。我們認為人類可以做更多的事情來為當地的地球充電。
汙染地球：回饋
我們可以為我們的地球電池做的第二件事是最佳化土壤以鼓勵電子交換。我們可以改善植物在土壤中獲取所需養分的機會。
我們對阿爾伯特·霍華德爵士在1940年出版了他的開創性著作《農業遺囑》時發起的另類綠色革命非常感興趣。他是一位由英國派往印度的農學家，向農民介紹西方農業技術。令他驚訝的是，他發現印度農民運作得很好。他們的農業系統不僅專注於最佳化特定植物，還專注於維持土壤健康——更具體地說，是專注於設計維持土壤中微生物物質的系統。一個例子是：印度農民能夠透過將難以分解的稻草放在他們的道路上，用農場輪子碾碎它，並將其與糞便混合，將其返回到他們的土壤中。霍華德的見解引入了現代堆肥的概念，並導致了有機農業運動的開始。
這些進展今天仍在發揮作用。僅舉一個小例子，中西部生物農業公司的加里·齊默建議3500多名農民在約200萬英畝的農場上工作——主要在中西部，但也遠至愛達荷州和賓夕法尼亞州——從土壤中提高生產力。他首先檢視每個農場的土壤在生物養分方面需要什麼。他的技術可能會產生略低於大型農業公司創造的產量，但土壤改良的成本也較低，因此利潤可能會更高。對於世界各地的農民來說，較低的成本和較高的利潤的想法聽起來可能很吸引人。這是常識。
我們的觀點是：許多人認為，下一次綠色革命將是博洛格革命的衍生品——它將來自最佳化和改良的種子和植物，當然這些發展將繼續下去。但我們認為，下一次綠色革命可能來自土壤。換句話說，它可能來自人們試圖執行電池最佳化——蚯蚓的方式。而所有這一切都將透過溫室技術（如水培法）進一步放大。
磷酸鹽：下一場化石燃料戰爭
磷酸鹽是土壤中的關鍵成分之一，對於地球如何自我修復至關重要。植物需要磷酸鹽才能生長。動物，包括我們人類，需要磷酸鹽來構建骨骼、牙齒和細胞膜——我們從食物中獲取這種礦物質。植物顯然從土壤中獲取磷酸鹽，在自然系統中，當它們死亡和分解（或作為動物糞便重新沉積）時，會將磷酸鹽返回土壤。
但人類一直在實施一些不夠最佳化的做法。透過耕作，人們從土壤中移除了大量的磷酸鹽——植物吸收了磷酸鹽，然後被運走，沒有留下任何殘餘物來“重新播種”有機磷酸鹽。
人類還透過過度澆水使土壤中可用的磷酸鹽無法被利用。這不會稀釋磷酸鹽；而是會導致磷酸鹽在植物能夠以對其有用的形式吸收之前與其他元素結合。事實上，磷酸鹽會與許多其他元素（如矽酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等）結合，因此很難將磷酸鹽新增到土壤中。一位園丁將其比作把一隻猴子扔過叢林。猴子的尾巴、手臂和腿會被許多藤蔓和樹枝纏住，無法透過。
目前向土壤重新引入磷酸鹽的解決方案包括將開採的磷酸鹽傾倒在田地裡。但是，由於磷酸鹽會與許多其他元素結合，因此很容易從土壤中沖刷到地下水中，從而導致湖泊和河流中營養物質含量過高，進而產生藻類大量繁殖，殺死魚類和水生植物。開採的磷酸鹽還往往包含放射性元素，如鈾、鐳、放射性鉛、氡、釷、釙和鎘，因為這些是磷礦石開採中不可避免的微量元素。
此外，開採的磷酸鹽的使用還存在地緣政治難題。世界磷酸鹽出口量最大的兩個國家是美國和中國，其次是摩洛哥。但在2010年，中國認識到磷酸鹽對其自身農業需求的重要性，在春季種植季節之初，對磷酸鹽出口徵收了臨時110%的關稅。這使得美國不得不出口其日益減少的供應。按照目前的速度，美國的供應預計將在30年內耗盡。這意味著美國將依賴從摩洛哥或中國進口——隨著關稅的波動，這可能會變得昂貴——就像各國依賴進口石油一樣。
為解決這種磷酸鹽需求提出解決方案聽起來可能是一個艱鉅的挑戰，但這個解決方案並非遙不可及。事實上，我們每天都在觸及問題的本質。
但在討論解決方案之前，我們需要介紹一個概念，讓你為揭示真相做好準備：有時為了使一個新想法被接受，我們還需要升級語言。
例如，加利福尼亞州聖地亞哥在2007年開始了一項令人矚目的努力，研究“回收”汙水以解決該市非常現實的缺水問題。在沒有該行動正式名稱的情況下，記者開始將這項回收工作稱為“從馬桶到水龍頭”。
現在，很難不在這句話中看到令人厭惡的因素。毫不奇怪，聖地亞哥市民對飲用自己的廢水感到猶豫不決。經過淨化過程的再生水實際上比聖地亞哥居民目前飲用的水更乾淨，但這並不重要。沒有人想在自己的飲水杯裡想到馬桶水。悉尼在乾旱期間也經歷了類似的經歷。
另一方面，新加坡從一開始就很好地調整了其水回收的宣傳。在對水回收技術進行可行性研究時，他們將該專案稱為“新生水”（NEWater）。憑藉這個令人耳目一新的詞語，公民們受到啟發，為自己能夠不斷利用資源的想法而感到自豪；“新生水”現在佔該國用水量的 30%。升級改造使新加坡停止進口水（從馬來西亞進口，多年來一直在這樣做，儘管不斷存在政治摩擦），從而帶來了更大的安全性和保障。
在揭示我們認為對人類與自然互動大有幫助的事情時，請記住語言問題。
在西方世界，一個多世紀以來，人們被誤導地認為我們的“廢物”，我們衝入馬桶的東西，在某種程度上是有毒的，它不能被重新利用到自然系統中，不能用作種植植物的堆肥。這不是真的。你的糞便和地球上任何其他糞便一樣有用；只是必須正確處理。你的尿液，在 24 小時內，包含你一天中健康骨骼、牙齒和組織所需消耗的一半磷酸鹽。
數千年來，人們都知道我們自己的“排放物”有多大幫助。當比爾還是東京的小孩時，他會聽到農民在其他人睡覺時穿過街道，用他們的水牛拉著“蜜罐車”來收集夜糞（從汙水池和廁所收集的人類糞便，用作肥料）。當時，人們可以購買這種“廢物”。
日本人需要集約化耕作，他們還能從哪裡獲得磷酸鹽呢？磷酸鹽不會像下雨一樣落下。
日本人對病原體的處理很敏感，他們知道如何在將夜糞用於植物之前將其堆肥。但是現在人類處理“廢物”的方式是將其稱為汙水並用氯消毒，然後用硫去除氯。一些系統使用紫外線消毒。所有這些過程都需要巨大的能量負荷，約佔美國總用電量的 4%。而“廢物”最終仍然會流回汙染更大的水系統，以及來自化糞池系統的徑流。
我們可以改變本質上的嚴重管理不善。人類可以升級改造汙水。停止思考汙水，開始思考營養管理。停止思考醜陋、臭氣熏天的負債，開始相信古老的格言錢不臭。事實上，這句拉丁語表達“Pecunia non olet”來自羅馬皇帝韋斯巴薌，他為自己對公共尿液徵稅的不受歡迎的性質辯護。羅馬公民購買尿液來鞣製皮革和清潔衣服，並相應地被徵稅。當韋斯巴薌的兒子表達厭惡時，皇帝舉起一枚硬幣，問它是否難聞。兒子回答說沒有，韋斯巴薌指出這是從尿液中賺來的。錢不臭。
正如新加坡的用水一樣，透過改變術語並意識到重複利用我們生物營養的巨大盈利能力，令人厭惡的因素將會消散。我們正在鼓勵像舊金山這樣的城市和像荷蘭和瑞典這樣的國家將汙水轉化為磷酸鹽和氮等有價值的產品。
不列顛哥倫比亞省溫哥華的一家公司正在開發從人類廢棄物中回收磷酸鹽的方法。一家汙水公司的工程師一直在研究由於管道中礦物質結晶造成的管道堵塞問題——一種負債。工程師試圖將結晶礦物取出，但這非常困難，因為礦物堅硬如石頭。因此，工程師發明了一種機械裝置和一種小的化學干預方法。該機械裝置產生了一個渦流，即一個旋轉的水流，使礦物質不會粘附在管道上。然後發生了什麼？礦物質以珍珠狀的磷酸鹽形式出現。
這些磷酸銨鎂顆粒被稱為鳥糞石，對農民來說是理想的，因為它們釋放養分的速度很慢，大約需要八到九個月才能完全溶解。它們以植物可以吸收的速度進入土壤。而且農民不必繼續費力新增磷酸鹽，因為在八到九個月的時間裡，他們知道田地裡已經充滿了磷酸鹽。
汙水處理廠曾經將汙水定義為需要控制的問題，現在可以變成營養管理系統，捕獲磷酸鹽來滋養土壤。昨天的成本變成了今天的硬幣。
讓我們看看這種變革性的思維方式意味著什麼：許多城市都位於大型水體上，因此需要考慮如何將汙水處理廠轉變為營養管理系統。透過這種新方式收穫鳥糞石，部署系統的資本成本可以在三到五年內收回，然後城市可以通過出售磷酸鹽開始賺錢。這種養分捕獲方法也適用於氮。
城市還可以透過利用汙水中產生的甲烷來製造沼氣來補充業務，從而減少溫室氣體的排放，同時產生能源用於銷售或為其他運營提供動力。城市提供汙水處理廠的成本已經被升級改造成一個利潤生成器。
我們多年來一直在向各地介紹這個想法，並且對它的應用感到高興。農民不再從佛羅里達州購買略帶放射性的磷酸鹽，以及點源汙染（一個封閉且可識別的來源，在這種情況下，汙水管道直接將汙染物排放到海灣中），而是從附近獲得高質量的緩釋肥料。一些磷酸鹽晶體可能需要一年才能溶解——消除了非點源汙染（一個未受控制的來源，如雨水徑流或肥料沖刷）。
例如，突然之間，受營養汙染的切薩皮克灣的經濟活力可以隨著其海鮮產業、就業和文化而恢復。它可以徹底恢復清潔——恢復——良好。城市可以開始賺錢。減少交通運輸費用，減少環境清理費用，通過出售鳥糞石、氮和甲烷賺取更多收入。
多倫多正在嘗試一種不同的方法來升級改造以前由於厭惡因素而被丟棄的商品。鼓勵居民將裝滿糞便的用過的尿布扔進專門接收所有可堆肥物的綠色回收箱中。該計劃還接收其他通常被認為不可取的材料，如貓砂、髒紙和衛生用品。
在堆肥中心，機器會篩選這些材料，然後混合並厭氧消化它們，同時收集沼氣用於能源。社會可以繼續爭論使用一次性尿布的環境成本，但如果人們已經在使用這些尿布，為什麼不建設性地、有效地利用它們呢？尿布實際上可以幫助重建表土。在七個月內，堆肥過程完成，城市將土壤還給公園管理者和居民用於花園。邁克爾已經表明，如果使用得當，每個嬰兒使用的尿布可以為沙漠中一百多棵樹木的生長提供水分保持和養分。
我們還看到蒼蠅被用於堆肥和動物生產。蛆蟲分解並將有機蔬菜物質或屠宰場廢料中的肉轉化為魚和雞的飲食所需的氨基酸和蛋白質。在這種情況下，被認為是垃圾的東西變成了動物資源，然後可以轉化為人類大部分人口所需的蛋白質。為食物鏈飼養蒼蠅可能存在令人反感的因素，但請記住，自由放養的雞喜歡昆蟲，至於魚……問問任何釣魚愛好者就知道了。
而且，這肯定比像許多家禽養殖場目前所做的那樣，給雞餵食砷來使其肥胖要好得多。
如何將任何東西變成電池……一個永續資源電池
首先，讓我們從如何更長時間地保持電量來研究電池設計最佳化。對於這種地球電池，重點需要放在如何設計農業，透過最佳化的干預措施來提高可持續性和增長。這就是永久農業（旨在長期存在的農業生態系統的發展）發揮作用的地方。
我們最喜歡的永久農業實驗之一始於 2002 年，涉及約旦死海附近的一片 10 英畝的土地。這片特別乾旱的土地，其鹽鹼土壤在八月被烘烤到 122 華氏度，使農民們困擾了數千年。在現代，他們要麼在塑膠下種植作物，要麼用泵入（且珍貴）的水淹沒該區域，將鹽推到 20 英尺以下（這最終會破壞土壤 1000 年）。為了鼓勵他們可以獲得的少量生長，農民將化肥和殺蟲劑傾倒在作物上。（在《從搖籃到搖籃》中，我們談到從搖籃到墳墓的設計如何經常依賴蠻力來完成工作。蠻力不一定是完成任務的有效、高效或優雅的工具。）
但是，澳大利亞新南威爾士州永久農業研究所的傑夫·勞頓認為，如果農民們能更全面地利用他們獲得的要素，他們可能會獲得更好的結果。他們可能會創造一個真正的綠洲。
勞頓的第一步是充分利用雨水。他和他的團隊挖掘了彎曲的窪地——溝渠——以收集該地區冬季降下的少量雨水。這些溝渠在冬季設法收集了大約 250,000 加侖的水，並將水分緩慢地滲回土壤中。然後，勞頓在這些溝渠的兩側建立了土堆，並將附近有機農場的廢料堆成一英尺半高作為覆蓋物。在土堆中，團隊建立了微灌隧道。然後他們開始種植，首先是耐旱的沙漠樹木，以執行多種任務，例如為林下作物遮蔭、減緩水分蒸發、將氮返回土壤並提供防風林。然後，他們種了一排果樹：無花果、石榴、番石榴、桑葚和柑橘。結果：在四個月內，他們就從只有三英尺高的樹上收穫了無花果。農作物長勢良好。他們請當地大學的專家來測試土壤，以確定他們是否成功地在鹽鹼土壤中種植作物，或者鹽分是否以某種方式減少了。事實上，他們發現土壤的鹽分正在減少。不僅如此，肥沃的表土也迅速積累起來。
最終，實驗專案的資金到期，該地點被留給當地人維持。人們可能會認為沙漠會奪回這片地形。但令人驚訝的是，從最近的報告來看，生長仍在繼續，因為該系統的設定是在其環境中工作，而不是用蠻力與之抗爭。
這聽起來可能微不足道，而且顯然不足以養活數百萬人，但這些原則對於我們為城鎮甚至城市所能想象的非常重要。如果一片最荒涼的沙漠可以透過雨水（而且不使用殺蟲劑）變得富有成果，那麼我們當然可以想象並期望更富饒的地區以類似的方式生產出豐收。正如我們將看到的，即使是貧瘠的屋頂也可以。
溫室效應（這次是積極的）
因此，我們投票最佳化地球電池以保持持續充電，併為該充電選擇最佳材料。我們可以考慮的另一個因素是最佳化的尺寸。理想情況下，電池佔用最小的尺寸，同時提供最大的功率。
在考慮地球電池時，人們可能會驚訝地發現，荷蘭基本上是人們可以想象的最精簡、最小的有機電池之一。令人驚訝的是，這個較小的國家在傳統作物、西紅柿、乳製品和花卉球莖的產量方面，僅次於美國（就金融而言）。這麼小的國家是怎麼做到的？這個西歐人口密度第二高的國家，面積大約相當於馬里蘭州或不丹，或者略大於海地，怎麼可能做到這一點？
秘訣在於荷蘭人在開放式農業中對自然及其力量管理得非常好。但他們還在其土地的 0.25% 上使用溫室，這使得該國每平方英尺的生產力極高，消除了風對農作物的損害，增加了太陽能通量，並減少了水分蒸發；此外，土壤養分存在於封閉系統中，使其再利用變得簡單。溫室不僅提高了作物產量，降低了能源和水的需求，它們實際上還可以為鄰近的建築物產生熱量。
如果荷蘭可以在如此少的土地上產生如此多的價值，那麼如果將該國的方法應用於其他地方會怎麼樣？溫室種植將使我們能夠透過在城市中心附近生產所需的作物來降低食品的運輸成本。而且我們不必只考慮通常的水平溫室。透過堆疊種植者的垂直溫室，每平方英尺土地的生產率可以高達土壤開放式農業的六倍。可以在建築物上、下和內部種植作物，以服務於當地市場。
人類自然地透過遷移到城市居住在緊湊的單元中來迴圈利用。城市密度本質上可以巧妙地實現有效和高效的資源利用，同時鼓勵各種有創意和多元化的文化。然而，城市中有很多空間未被充分利用。當然，我們很擅長將盡可能多的人擠入垂直空間，但城市中有一塊幾乎與城市本身一樣大的區域，在豐收的專案中沒有被利用：屋頂。城市和建築物，尤其是精心規劃的建築物，可以重新設想為花園。人們可以想象從空中俯瞰的城市就像一個分成多個地塊的大型花園。
世界各地的城市已經透過綠色屋頂得到改善。2001 年，芝加哥市長理查德·M·戴利聘請比爾的設計公司在市政廳構思一個綠色屋頂。這最終為該建築物每年節省了 5,000 美元的能源成本。更重要的是，它激發了其他綠色屋頂。芝加哥的建築規範正在被修改以推廣它們。沃爾瑪於 2008 年在芝加哥安裝了第一個綠色屋頂，其在其他地方推廣綠色屋頂的承諾正在增加。
布魯克林的一個前海軍造船廠大樓現在是一個大型城市屋頂農場的所在地——100,000 平方英尺的溫室。據估計，它每年將能夠生產一百萬噸的生菜、西紅柿和香草，全部採用水培法（在水中）2，並將全年向當地超市和高階餐館出售農產品。比爾的建築公司現在正在設計學校、辦公室和工廠，這些學校、辦公室和工廠都覆蓋著太陽能收集器和溫室，積累能源並生產有機食品、清潔水和就業機會。
想想如果我們開始以這種方式利用所有可用空間會發生什麼。在第二次世界大戰期間，為了幫助減少國內糧食供應和貨物運輸的壓力，種植蔬菜的家庭地塊，即勝利花園，使美國的蔬菜產量估計增加了 900 萬至 1000 萬噸，幾乎與當時的商業蔬菜產量相當。這些都是分散的花園，利用現有的綠地或在以前不存在的地方建立綠地。
如果人類以同樣的方式迴圈利用人們可能不會想到的地方，以便在需要的地方提供地球電池電力，會怎麼樣？想想一個簡單的戰略指示：在可能的情況下，從灰色到綠色，從堅硬到柔軟。從瀝青到植被，從混凝土到泥土。
這不僅僅是關於收回現有城市中未充分利用的空間。新的城市正在從零開始在周圍土地上難以耕種的地區建造。比爾的公司一直與中國一些存在洪水問題且人口預計將翻一番的城市合作。他提出了將“廢物等於食物”的概念付諸實踐：建造化肥工廠，迴圈利用鳥糞石、鎂、磷和氮，並利用它來恢復城市公園和花園的生物多樣性，同時淨化飲用水。最顯著的變化是建議將農業搬到屋頂上，從而透過最佳化水吸收、儲存和公園及糧食生產的用途來解決洪水威脅。對於一個擴充套件到以前未受破壞的土地的新城市，從空中看，該區域可能與以前的樣子相同——綠色的植被區域——只是下面出現了一個城市。
讓我們進一步深入瞭解溫室思維。
隨風生長
正如我們在本章開頭所說，第一次綠色革命，可以被視為農業和綠色種植的開端，由於近幾十年來在技術和養分管理、應用礦物質和基因改造方面的博洛格綠色革命，得到了極大的擴充套件。傳統行業認為下一次綠色革命將是上一次綠色革命的延伸，當然我們知道，這些努力肯定會繼續下去，因為行業和經濟中強大的因素都在朝著這個方向努力。
但社會也可能會感到驚喜。下一次綠色革命可能不僅僅來自那個方向。它很可能來自集約化的本地種植和本地最佳化的系統，這些系統受益於較短的運輸距離、最佳化的用水、改進的永久農業以取代化學需求以及多層溫室。
甚至是不需要陽光的溫室。今天，使用 LED 照明的溫室種植比使用天然太陽光的種植要昂貴得多，但我們正在密切關注價格因大規模生產而急劇下降。如果 LED 燈使用可再生能源執行，該系統將變得更有趣。荷蘭研究人員已經找到了將農作物堆放在倉庫中，層架之間間隔一米半的方法。
中國在供養不斷增長的人口方面面臨著真正的挑戰。中國的一些地區被認為風力過大，不適合耕種；該國 61% 的荒漠化是由風造成的。一些資料顯示，中國只有 15% 的土地被認為是可耕地，因此現在的壓力在於利用邊際土地來生產所需的糧食。
在中國，可以透過疊層水培和利用該國的生物磷酸鹽和沼氣副產品來恢復土壤，從而利用屋頂。但是，一個城市不能靠自身來養活全部人口，也不能生產人們想要的所有種類的食物。供應必須來自周邊農村。如果你把這種集中和最佳化的農業系統的概念擴充套件到周圍的土地上，就會引出一個設計問題：為什麼人們會捱餓？
如果從整體上看這個問題，這些偏遠地區的人們需要食物，但從經濟或能源角度來看，從遠方運輸農產品是沒有意義的。如果這些地區建造溫室，甚至有些是地下的呢？在這種情況下，該地區的風力將成為一種優勢，使該地區更適宜耕種。在這種情況下，光線將不是來自太陽，而是來自風力驅動的 LED 燈。風將透過食物為人們帶來卡路里——供人類使用的能量。如果進一步擴充套件地下種植的想法，不僅可以獲得所需的農作物，還可以將能量儲存在植物中，以出口到需要能量的地區（在這種情況下是熱量）。風力發電的一個難題是，由於白天和夜晚風力的變化，風力發電會波動；公用事業運營商在強風期間如何處理多餘的能量，如何在平靜時期儲存能量方面遇到了困難。一個理想的系統是創造有效地傾瀉多餘能量的方法，並使其在另一個時間準備好。
因此，如果我們考慮中國的多風地區，可能會出現巨大的陣風，與大多數不知道如何在凌晨一兩點處理 100 兆瓦的發電站不同，該系統可以將所有多餘的能量放入溫室和種植設施中，這些設施免受強風侵襲，但可以利用風力種植植物來生產蔬菜。這些植物可以生長在米高的架子上，只使用每種蔬菜所需的光譜頻率。
電池只是將化學能轉化為電能的裝置。在這裡，電能被轉化為化學能。地球作為電池，植物作為電容器。與其使用昂貴且有毒的金屬電池，不如將食物作為電池，儲存能量以供我們當前和未來有益使用？
這真是一個好主意。
1. 光合作用消耗的能量是人類目前使用的能量的六倍（以太瓦為單位）。植物的生命對能量的需求是貪婪的，比人類更貪婪，但是由於植被的能量來源是太陽，所以沒有理由抱怨。不僅如此，光合作用過程有效地吸收並儲存能量，通常對我們潛在的需求（無論是作為食物還是燃料）都很有用。
2. 在傳統的土壤耕作中，關鍵的限制因素是將養分主動輸送到根部。淡水水生系統是植物的理想介質。海水農業也是一種可能性：例如，在沙烏地阿拉伯，番茄正在鹽鹼化農田上種植。