در دنیای امروز شهرها همواره با چالش‌های گوناگونی مواجه می‌شوند؛ از کمبود مسکن مقرون‌به‌صرفه گرفته تا رکود اقتصادی و شرایط اضطراری آب‌وهوا، همیشه یک چالش جدید وجود دارد که فرصت‌های جدیدی را به همراه می‌آورد. یکی از مواردی که کمتر به آن اشاره شده، بحران جهانی غذا محسوب می‌شود که بی‌صدا در حال رشد است و چالش‌های مختلفی را برای تولید مواد غذایی در آینده به‌ویژه در شهرها ایجاد می‌کند. گزارش‌ها حاکی از آن است که تا نیمه 2024 حدود 44 میلیون نفر در ایالات متحده آمریکا و 350 میلیون نفر در سراسر جهان با ناامنی غذایی مواجه بودند.
سیل‌های ویرانگر، خشک‌سالی و تنش‌های ژئوپلیتیکی ازجمله چالش‌هایی است که تولیدات کشاورزی را از بین می‌برد، تولید مواد غذایی را مختل می‌کند، قیمت‌ها را افزایش می‌دهد و زنجیره‌های تأمین را درهم می‌شکند. در سال 2021، رویدادهای آب‌وهوایی شدید عامل اصلی گرسنگی حاد در هشت کشور آفریقایی بود و 23.5 میلیون نفر را به سطح اضطراری گرسنگی سوق داد. امروزه کشاورزی شهری و باغ‌های عمودی روش‌های رایجی برای تولید مواد غذایی داخل شهرها است که وابستگی آن‌ها به منابع خارج از شهر و حمل‌ونقل را کاهش می‌دهد، اما این رویکرد نیز با با چالش‌های گوناگونی مواجه است.
آلودگی هوا و آب شهری به فلزات سنگین و مواد شیمیایی، می‌تواند محیط مزارع شهری را ناامن کند و سلامت مواد غذایی تولید شده در این محیط‌ها را به خطر بیندازد. عوامل دیگری همچون پدیده جزیره گرمایی در شهرها گسترش این سیستم‌ها را با مشکل مواجه کرده است. بدیهی است که چالش‌های شهری بر یکدیگر تأثیر می‌گذارد و برای غلبه بر هر یک از ان‌ها باید دیگر چالش‌ها نیز در نظر گرفته شود.
توسعه برنامه‌های جدیدی که تولید مواد غذایی در شهر را با استراتژی‌های تاب‌آوری برای بحران‌های مختلف ادغام می‌کند، امکان ارائه پیشنهادهای نوآورانه‌ای را دارد که با بهره‌گیری از پتانسیل‌های فناوری روز، مسیرهای کارآمدی را برای پرداختن منسجم و مؤثر به چالش‌های آینده در تولید مواد غذایی باز می‌کند.
*فناوری‌های نوین در تولید غذا در فضای شهری
کمبود زمین برای ساخت‌وساز یکی از چالش‌های ایجاد مزارع شهری است که زمینه‌ساز ظهور باغ‌های عمودی و بالکن‌های زراعی شده است. یک رویکرد استراتژیک برای برنامه‌ریزی کاربری زمین می‌تواند کشاورزی شهری را به‌عنوان بخشی از اصول طراحی ساختمان‌ها در نظر بگیرد. تکنولوژی‌های نوین به‌طور چشمگیری در بهبود و افزایش کارایی تولید غذا در فضاهای شهری تأثیرگذار است. این فناوری‌ها به کشاورزی کمک می‌کند تا با بهینه‌سازی منابع و کاهش هزینه‌ها، کمیت و کیفیت تولید را افزایش دهد، در ادامه به معرفی تعدادی از فناوری‌های برتر این حوزه می‌پردازیم.
*کشاورزی هیدروپونیک
در سیستم هیدروپونیک، گیاهان در محلول‌های آبی غنی از مواد مغذی رشد می‌کنند و نیازی به خاک ندارند. مصرف آب در سیستم‌های هیدروپونیک کمتر از کشاورزی سنتی است، زیرا آب پس از استفاده، بازیافت می‌شود و دوباره در فرایند کشت مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیستم‌های هیدروپونیک را می‌توان در فضاهای کوچک همچون بالکن‌ها و سوله‌های شهری پیاده‌سازی و به‌راحتی دما، رطوبت و نور مورد نیاز برای رشد گیاهان را کنترل کرد.
*کشاورزی ایروپونیک
ایروفارم‌ها یا مزارع شهری هوایی تأسیسات کشاورزی شهری است که گیاهان در محیطی بدون خاک معروف به سیستم ایروپونیک پرورش پیدا می‌کنند و مواد مغذی را از طریق ریشه‌های معلق در هوا دریافت می‌کنند. در این سیستم آب و مواد مغذی مورد نیاز گیاهان از طریق دستگاه‌های غبارافشان در هوا منتشر می‌شود و محیطی کنترل‌شده و بدون آلودگی برای رشد گیاهان فراهم می‌کند. ادغام فناوری‌های پیشرفته همچون روشنایی LED، سیستم‌های نظارت خودکار محیطی و بازیافت آب و مواد مغذی در این سیستم‌ها رشد گیاهان را به حداکثر می‌رساند.
*کشاورزی آکواپونیک
کشاورزی آکواپونیک یک سیستم ترکیبی برای کشت گیاهان در کنار پرورش آبزیانی همچون ماهی و میگو است. در این روش فضولات آبزیان به‌عنوان منبع مغذی برای گیاهان عمل می‌کند و در مقابل گیاهان به تصفیه آب کمک می‌کنند. از مزایای این تکنولوژی می‌توان به افزایش کارایی زمین اشاره کرد که به‌طور هم‌زمان مواد غذایی گیاهی و دریایی را در یک مکان بسته تولید می‌کند. استفاده از کودهای شیمیایی در این سیستم به حداقل می‌رسد و گیاهان از مواد مغذی طبیعی استفاده می‌کنند.
*کشاورزی هوشمند
کشاورزی هوشمند (Smart Farming) روشی نوآورانه در کشاورزی است که از فناوری‌های پیشرفته همچون اینترنت اشیا (IoT)، داده‌های کلان (Big Data) و هوش مصنوعی (AI) بهره می‌برد. این روش به کشاورزان کمک می‌کند تا با جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل داده‌های دقیق از شرایط محیطی، مصرف منابع و تولید محصولات را بهینه‌سازی کنند.
حسگرها و دستگاه‌های متصل، اطلاعاتی همچون رطوبت، دما، نور، PH و وضعیت خاک را در زمان واقعی ارائه می‌دهد و به کشاورزان کمک می‌کند تا تصمیمات بهتری در مورد آبیاری، کوددهی و حفاظت از محصولات بگیرند و علاوه بر افزایش بهره‌وری، هزینه‌ها را کاهش دهند. استفاده از ربات‌ها و سیستم‌های اتوماسیون در کشاورزی می‌تواند به کاهش نیروی انسانی و افزایش کارایی کمک کند. در اصل با کمک ماشین‌ها و ربات‌ها، فعالیت‌هایی همچون کاشت، برداشت و نگهداری محصول را می‌توان کارآمدتر انجام داد و وابستگی به نیروی انسانی را کاهش داد.
این رویکرد، کشاورزی دقیق را ترویج می‌کند که از فناوری برای بهینه‌سازی استفاده از نهاده‌هایی همچون آب، کود و آفت‌کش‌ها استفاده کند و در نتیجه ضایعات را به حداقل برساند. علاوه بر این، از همان زباله‌ها می‌توان برای تولید مواد زیستی استفاده کرد که به کاهش اثرات زیست‌محیطی به صفر کمک می‌کنند.
*کشاورزی در فضای داخلی
منظور از کشاورزی در فضای داخلی، کاشت گیاهان در فضاهای بسته و کنترل‌شده است که با استفاده از نور مصنوعی و شرایط بهینه رشد، پرورش هر نوع گیاهی را در طول سال امکان‌پذیر می‌کند. بسته بودن فضا مانع نشستن گرد و غبار، فلزات سنگین و آلاینده‌ها روی گیاهان می‌شود و عوامل بیماری‌زا را به حداقل می‌رساند.
*استفاده تطبیقی از فضا
طبق گزارش سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO)، 79 درصد از مواد غذایی تولیدشده در سراسر جهان در مناطق شهری مصرف می‌شود، اما استراتژی‌های باغبانی شهری پاسخگوی بخش اندکی از نیازهای شهری است و افزایش آن نیازمند گسترش کشاورزی شهری است. ترکیب بازآفرینی محیط‌های شهری با سیستم‌های کشاورزی شهری راهکاری برای غلبه بر این چالش است.
استفاده مجدد تطبیقی به‌عنوان یکی از مؤثرترین راه‌حل‌ها برای کاهش اثرات زیست‌محیطی معماری ارائه شده است. بسیاری از شهرها در حال بررسی و وضع قوانینی هستند که بخشی از ساختمان‌های موجود یا در حال ساخت را به کشاورزی اختصاص دهد تا بتوانند به قطب کشاورزی شهری تبدیل شوند. این رویکرد چالش‌های متعددی همچون سازگاری ساختمان‌ها با سیستم‌های تکنولوژیکی مورد نیاز برای تولید مواد غذایی را به همراه دارد، اما نوآوری در طراحی معماری را نیز تقویت می‌کند.
*راه‌حل‌های اگری‌ولتائیک
اگری‌ولتاییک به کاربرد دوگانه زمین برای کشاورزی و تولید برق با استفاده از پنل‌های خورشیدی گفته می‌شود. تحت یک طرح مقاوم‌سازی انرژی، می‌توان سازگاری ساختمان‌ها با سیستم‌های کشاورزی را از طریق اگری‌ولتاییک افزایش داد و به استفاده دوگانه از فضا و افزایش کاربری دست پیدا کرد. موقعیت استراتژیک ساختمان‌ها و مناطق اگری‌ولتاییک در مراکز شهری می‌تواند زنجیره تولید و تأمین را کوتاه کند و در نتیجه به مدلی پایدار، اقتصادی و کارآمد کمک کند.
*مزرعه روترزوام، هلند
روترزوام (RotterZwam) یک مزرعه قارچ شهری با برداشتی متفاوت از کشاورزی شهری است که از یک سیستم حلقه بسته استفاده می‌کند و تفاله‌های قهوه جمع‌آوری شده از مشاغل محلی را در پرورش قارچ استفاده می‌کند. این مزرعه از ظروف استفاده برای ساخت امکانات موردنیاز استفاده کرده است و انرژی مورد نیاز برای همه عملیات را از پنل‌های خورشیدی دریافت می‌کند.
روترزوام یک سیستم دایره‌ای است و برای فروش و انتقال محصولات خود از وسایل‌نقلیه الکتریکی استفاده می‌کند. این مزرعه تورهایی را برای افراد محلی علاقه‌مند به راه‌اندازی مزرعه قارچ شهری ارائه می‌دهد و آموزش‌های لازم را در اختیار آن‌ها قرار می‌دهد.
*مزارع شهری GrowUp، انگلستان
مزارع شهری GrowUp واقع در شهر لندن، از سیستم کشاورزی آکواپونیک استفاده می‌کند و محصولات کشاورزی و ماهی را در یک محیط کشاورزی سرپوشیده پرورش می‌دهد. محصولات این مزارع توسط شرکت همکار The GrowUp Box خریداری می‌شود که سالانه 150 کیلوگرم ماهی و بیش از 400 کیلوگرم سالاد به فروش می‌رساند. GrowUp امیدوار است به‌زودی فعالیت خود را در خارج از لندن گسترش دهد و به جوامع کمک کند تا خودکفاتر شوند و برای جوانان در جامعه شغل ایجاد کنند.