利用未充分利用的屋顶空间建造的屋顶农场和花园广受欢迎，因为它们既能提供新的食物来源，又能增强建筑保温性能并改善空气质量。
但由于太阳辐射更强、风力暴露更多、土壤水分更少，在这些地方种植的植物往往更矮小，健康状况也较差。
科学家开展实验，探究建筑物排放的CO2能否被再利用作为植物肥料，以抵消这些不利影响。
之所以选择玉米和菠菜，是因为它们都是常见的可食用植物，且采用不同的光合作用途径。
该研究为再利用原本被视为废弃物的CO2提供了重要可能性，有助于提高城市农场的产量，并使其免受恶劣环境的影响。
随着全球城市不断扩张，人们正在寻找让城市更加绿色、可持续和宜居的方法。利用未充分利用的屋顶空间建造的屋顶农场和花园是一种广受欢迎的选择，它们既能提供新的食物来源，同时还能降低周边地区温度、增强建筑保温性能并改善空气质量。然而，屋顶的环境条件（太阳辐射更强、风力暴露更多、土壤水分更少）往往导致植物更矮小、健康状况更差。目前任职于剑桥大学的Sarabeth Buckley博士领导的团队提出假设：将建筑排风中的CO2作为一种肥料加以再利用，或许有助于应对其中部分挑战。为了验证这一设想，他们在波士顿大学一栋校园建筑的屋顶上种植了玉米和菠菜。
“我们希望检验建筑内部是否存在一种尚未被利用的资源，可用于让屋顶农场中的植物长得更大，”Buckley说道。她的团队将实验花园命名为BIG GRO，并于今日在《可持续食品系统前沿》（Frontiers in Sustainable Food Systems）上发表了相关研究成果。“营造更有利于生长的条件，可能有助于提高屋顶农场的成功率，从而使其更具可行性，更适合在建筑上安装。”
屋顶蔬菜园
之所以选择玉米和菠菜，是因为它们都是常见的可食用植物，并且采用不同的光合作用途径，其中一种途径（C3，菠菜采用而玉米不采用）对升高的CO2水平更为敏感，理应从排风口的CO2含量中获益更多。玉米作为对照，用于观察靠近排风口的其他布局因素（例如，相对于实验进行时的季节而言更高的温度）对植物生长的影响。
屋顶花园还设有对照组，由大型风扇吹风，但不排放任何排风，以防排风口的空气流动是促成因素之一。研究人员定期测量建筑内教室和花园中的CO2浓度，以确定有多少额外的CO2到达了植物处。
“通过CO2测量发现，当建筑内有人时，教室内部和屋顶排风口处的CO2浓度都很高，”Buckley说道。“教室内的CO2平均水平超过百万分之一千（即1000ppm），这是推荐的上限；而屋顶排风口处的平均水平则超过800ppm，这一浓度足以促进植物生长。”
四倍菠菜的收获
研究人员在植物生长过程中持续监测其大小和叶片数量，收获后再测量其鲜重和干重生物量，结果十分显著：靠近排风口生长的菠菜，其生物量是靠近对照风扇生长的菠菜的四倍。即使在强风削弱了体积优势的情况下，这些植物的体积仍是对照组的两倍。
“要使该系统投入应用，仍有许多方面需要确定，例如最佳的气流输送设计，以及增长效应的可能程度，”Buckley提醒道。“此外，风速增大会导致生长减缓，因此需要找到最佳风速，并将其纳入系统设计之中。”
植物的优势似乎并非完全归因于CO2的“施肥”作用——本应受益较少的玉米，其生长规模也比对照组大两到三倍。不过，该研究仍为再利用原本被视为废弃物的CO2提供了重要可能性，有助于提高城市农场的产量，并使其免受恶劣环境的影响。
“我们希望这项研究能推动该系统的进一步发展，并最终应用于屋顶花园和农场，”Buckley说道。“如果实现这一目标，那么希望会有更多屋顶农场得以建成。它们可带来多方面的环境和社会效益，例如为建筑节省能源、碳汇、气候减缓、降低城市热岛效应、本地食品生产、促进社区建设、提供美学和心理健康效益。”
