期刊精粹 | 国外城市内部空间与都市农业的整合设计实践及思考【2019.2期】

食物是人类生存的基本需求之一，农业是城市发展的基础，是实现城市功能不可缺少的组成部分，然而几十年来人们忽视了它可以在密集的城市内部发展。20世纪五六十年代，西方国家开始关注和发展都市农业【都市农业是指城市建成区（urbanized area）和周围的农业活动，包括城市内农业（intra-urban/intraurban agriculture）和环城农业（peri-urban/on the fringe agriculture）】，并用事实证明了城市有巨大的生产潜力为居民供应食物，相关理论和实践研究不断出现并逐步扩展到城市更多空间，并以城市内发展为主。中国都市农业发展始于20世纪八九十年代，以追求经济效益的城郊农业为主（图1），表现为休闲观光农业、高科技农园等形式。随着近20年对城市内都市农业发展的倡导和研究发展，出现了屋顶农业、校园农业、工厂农园、社区菜园等实践案例，中国城市内农业发展正在悄悄崛起。

注：UA为urban agriculture的缩写。

图1  中西方都市农业分布示意图

1  都市农业对现代城市的重要贡献

目前世界人口70多亿，城市人口比例为54%，到2050年将达到66%，大城市将是人类的主要栖息地。气候改变、环境污染、能源紧张、食品安全等世界紧迫问题的出现要求人类作出改变。人类需要减少生态足迹活动，而城市食品供应是生态足迹的重要组成部分和一个关键问题。都市农业近距离运输可减少食物里程和食品包装，节约运输和冷却能源；对于需要大规模食品进口的城市，通过恢复城市内或边缘区的农业生产，可以减少对其他地方的地表需求；都市农业可以回收有机物质堆肥用于农业种植，而有机物质占家庭废弃物的20%；都市农业可以利用雨水和废水，间接改善城市水管理；该行业的开辟可以创造新的就业机会；本地食品生产可以提供季节性蔬菜，获取新鲜食物并实现食品安全，增加食品供应途径的多样化，增强城市应对能源危机和灾害的韧性能力；都市农业可丰富现代城市特色活动，并有助于发展中国家减轻贫困；在城市中开展的食物种植，可以从一个窗口种植箱到几千平方米，从传统园艺到全面有机，几乎可以适应每个人的情况。整体而言，都市农业可增加当地食品的自力更生能力，是城市可持续发展的重要方面，在提高能源效率、资源生产率和遏制城市蔓延以及塑造未来城市方面可作出重要贡献。

1992年，斯米特和纳斯尔就指出将城市空置和未充分利用的地区转化为生产性用途，可以保护城市以外的其他资源，改善城市生活环境；农业和城市化常被看作是相互冲突的，然而仔细观察，城市化地区有相当可观的农业土地和水域；“可互换性”概念【指一些资源可以替代其他资源，将它们释放出来供其他用途使用】对于解释城市农业的进一步贡献至关重要，城市农业可以减轻城市耕地、家庭开支、城市以外的海洋水体、乡村农业生产等方面的压力；城市环境应当作为开发的资源投入城市农业。一些学者用研究数据表明，对城市空间进行生产性开发后提高了城市生态承载力，缩小了生态赤字。因此，“有农城市”是未来城市可持续发展的一条重要途径。

西方国家对都市农业的发展走在前列，值得我国借鉴，以下对其城市内部空间与都市农业整合的案例进行分析。

2  国外城市内部空间与都市农业的整合设计

通常认为由建筑物、道路等实体组成的外部空间即为城市空间，并区分于建筑空间。然而现代城市中建筑周边环境乃至部分内部空间的设计越来越多地渗透着城市环境的要求，应当成为现代城市设计关注的对象和内容。藉此，这里将城市空间扩展到建筑空间，根据其性质及其与农业整合尺度分为四类：建筑空间、城市闲置空间、城市公共空间、城市街区—城市尺度空间。

2.1  建筑空间整合农业

（1）建筑局部空间整合农业

屋顶、阳台、墙体、窗台、室内均可根据建筑性质和空间特点选择性地用于农业种植。研究表明，屋顶蔬菜还是污染物的有效过滤器，且自身是安全的。商业性屋顶农场常通过温室结合水培种植体系进行生产。2011年哥谭之绿（Gotham Greens）开发了美国第一家商业性屋顶温室——纽约布鲁克林区绿点（Greenpoint），1400㎡年产约4.5万kg蔬菜，太阳能光电板为水培农场提供能源，LED照明、被动式通风技术减少了电力和供热需求，至今该公司已开发了1.58万㎡温室，产量相当于传统农田耕作面积40h㎡。加拿大多伦多“大胡萝卜”（the Big Carrot）购物中心上方建有屋顶农园，应用了雨水收集、堆肥、太阳能发电、容器种植、垂直种植等方法，并设有社区饮食和烹饪示范区，可容纳120人的会议和活动，是一个集研究探讨、示范学习、活动交流于一体的场所，吸引了游客和邻里聚集，建设者希望这种创新可以扩展到更多花园，未来继续发展新的示范项目以支持社区（图2）。

图2  “大胡萝卜”屋顶景象图

此外，还有加拿大蒙特利尔路法（Lufa）屋顶温室、芝加哥铂尔曼园区（Pullman Park）屋顶温室、纽约某学校屋顶温室实验室、布鲁克林和鹰街屋顶农场等，也有越来越多的酒店、餐厅、商店、工厂结合自身使用需求进行了屋顶农场建设。英国维尔容和博恩（Viljoen & Bohn）与农学院合作对阳台和窗口进行设计和实践。生长阳台运用水培种植体系在小空间中进行精细化种植，不干扰原有阳台使用，以最少种植时间获得高产，阳台模块化框架设计考虑了多样化使用，未来可与雨水收集、养殖结合形成生态系统；都市农业窗帘则是在小尺度空间中使用标准的水培托盘种植蔬菜。

蒙特利尔梅森生产性住屋（Maison Productive House）是普罗杜克夫工作室设计实施的示范性项目，包括庭院农园、屋顶温室（利用下部桑拿房及面包烘房余热）、屋顶露台农园（部分太阳能板覆盖），农园利用雨水和循环处理的灰水定时灌溉；项目运用了地热能、能源之星及低水位使用电器、地板辐射采暖等节能技术，整体为碳中性，使其达到60%~80%的能源自治，是一项为市民进行食物生产而寻求创造性解决办法的重要尝试。概念性设计“不可思议的可食住屋”（Incredible Edible House）是为高密度社区设计的紧凑城市住房，在南面铰接式垂直面上通过水培表皮种植不同的蔬菜、水果，屋顶有蒸发冷却水池、垂直轴风力机及光伏遮阳篷进行能源生产，雨水灌溉生产性空间。此外，建筑室内和地下结合农业种植也不乏实例。

建筑整合农业，不干扰其原有使用功能，并尽量接近食品消费或售卖地，通过设计可满足教育、娱乐等综合性功能需求，设计体现了低碳环保、节时高效。

（2）专业垂直农场

近十几年来，垂直农场的探索层出不穷，已有部分建成实例，如日本“新蔬菜”（Nuvege）、新加坡“天鲜”（Sky Greens）、瑞典“植物栽培者”（Plantcrapers）、美国“空气农场”（Aero Farms）等，其集中式生产和高科技手段的运用，获得了高产量，但使用大量人工生长光所消耗的电量也引起了质疑。有研究估计美国通过垂直农场种植年小麦产量的15%，将需要这个国家一年的发电量。每卡路里的食物能量将会有一个很高的能量输入，它能否成为城市提供食物的一种可持续方式，其可再生能源的利用是否可以提供自身所需的能量需求，相关探讨也在展开。

2.2  城市闲置空间整合农业

城市闲置空间指废弃、未用或被忽略的空间，如交通干道下部及附近空地、废弃的工厂仓库、港口基地、河岸两侧、未被充分利用的停车场等，可通过转换为食品生产空间重新富有活力。加德纳（Gardiner）都市农业中心是设计师安迪·盖瑞为加拿大多伦多一高速公路下的废弃空间进行的设计，包括一个南向温室和北向附属用房，具有食品生产、教育、研究功能；温室通过玻璃获得阳光并利用现有混凝土路面结构的蓄热，外侧结合周边环境种植了果树；北面用房包括教育设施、食品加工及存储、商业空间，外围规划社区农园；项目还利用了可回收构件和材料，应用了水循环、植被过滤净化空气、植物处理污染土等技术（图3）。

图3  加德纳都市农业中心

此外，城市中某些场地可能会因故闲置数年之久，如伦敦金融区利德贺街（Leadenhall Street）122号，原定建设的办公楼因经济困难停工，米切尔·泰勒工作室（Mitchell Taylor Workshop）的建筑师革新性地提议将该地块设计成一个暂时的城市农场，提供一个反映季节变化的景观和放松沉思的空间，同时获得营养健康的食品。设计师根据场地获取阳光程度的不同设计生长区域和品种选择（图4），设计还注重了材料再利用、设施使用暂时性和低成本。

图4  利德贺街122号城市农场设计意向

工业衰退城市的代表美国底特律，将都市农业作为其复活的关键，大量闲置的廉价土地被设计成世界上最大的汉茨农场（Hantz Farms），开展具有商业规模的农业，来获取收益并提供工作岗位，使得该市土地被再次利用。

以上闲置空间的再利用方式体现了西方国家对紧凑城市发展中废弃环境的关注，通过农业整合赋予这类空间新的生机，有利于城市整体良好环境的营造，该方式兼具的可替换性、低成本性、生态性以及农业艺术性都使它富有极大魅力。

2.3  城市公共空间整合农业 

城市公共空间指城市中市民公共使用的城市外部空间，包括城市广场、公园、街道停车场、绿地等，可扩展到社区居民共有空间。已建成的纽约当代艺术中心外的公共农场（Public Farm One），使用可回收材料硬纸筒为容器，通过革新的形式和设计，彰显了如何艺术性地在城市公共空间中进行食品生产，六个一组的裙式单元设计使得采摘变得可行有趣，各种趣味性设计使之成为集社交、娱乐、教育、生产为一体的场所（图5），公共农场为城市和艺术中心增添了不凡魅力。

图5  公共农场设计构成

底特律市中心都市农业广场“拉斐特绿地”（Lafayette Greens），包括菜园、果树林、儿童园区、棚屋、休息座位、可渗透地层，使用可循环利用和废弃材料建造，提供了超过200种的蔬果及草药、鲜花，将食品、景观、环境很好地进行了融合，实践证明这是一个生产性的菜园，也是一个吸引人的公共空间，该项目获得2012美国景观建筑师协会奖（图6），其设计思想也引发了对于高密度混凝土城市中公共空间的讨论和思考。

图6  底特律中心都市农业广场

对未被充分利用的停车场进行生产性设计，通过攀爬棚架实现遮阳和种植，或创新性地在停车场上构架露台农业形成开敞式车库（图7）。

图7  停车场上构架的都市农业园

2016年8月，在哥本哈根艺术博览会上，建筑师创作的亭式“生长屋”（Growroom），是对都市农业惊人潜力的艺术性探索（图8）。

图8  亭式生长屋

此外，将公园部分地块设计为耕种园，将城市绿地替代为可食用景观等，都是对城市空间生产性的丰富探索。城市公共空间所具有的开放属性使得公众参与其中，而农业通过劳动可促进公众交流，设计师充分利用这些，柔化了混凝土的生硬和人们对于城市空间的视觉疲劳，创新性的设计使人耳目一新，而农业景观带来的艺术性和田园感、劳动带来的参与性和身心放松，不正是快节奏城市所需吗？

社区是聚居在一定地域，拥有一定人口和共同意识的社会共同体，包括学校、居住区、工业园等。停泊在纽约扬克斯哈德逊河上的科学驳船，应用最新水培技术、可再生能源等，实现零碳排放、零化学农药、零径流，作为开放性教育示范项目支持社区复制这些低影响食品生产技术。学校生产性菜园在北美开展广泛。沃克事务所设计的公立学校216号的可食校园（The Edible Schoolyard）项目，由系统墙、厨房教室和温室三部分组成：系统墙包括雨水收集、堆肥、垃圾分类、太阳能发电、工具棚、鸡舍等一系列空间；厨房教室处于核心，为备餐、就餐、交流、学习多功能空间；温室为可移动体，夏季与建筑合为一体，冬天向南移动成为生长棚，延长了蔬菜种植季节（图9）。

图9  可食校园项目

一些大学校园利用种植箱或池、藤架等种植蔬菜作物，并设计成装饰性景观。居住区内利用可食用景观代替常规绿化塑造道路、花园、小广场，在社区农园中综合考虑休息棚、储存、清洗、雨水收集等设施。社区共同体的特点决定了其易于统一成员行为，利于农业劳动的开展，并符合食物从生产到消费的路径。西方国家逐渐意识到农业融入社区收获生产的同时所获得的人们间的交往、学习和快乐更为难能可贵。社区农业通过揉和循环利用技术、多功能需求、农业季节性特点、艺术性等多方面内容，也极大地提升了社区居住品质和内涵。

2.4  城市街区—城市尺度空间与农业的整合设计

农业与城市内部空间的整合设计可以扩大到城市街区、片区直至城市尺度。在连贯式生产性城市景观理论指导下，从2007年开始，英国北部的工业城镇米德尔斯堡（Middlesbrough）进行了都市农业项目，规划了约80个地点进行生产性种植，包括主要街道、公园、校园、露台等，是连贯式生产性城市景观（CPULs: Continuous Productive Urban Landscapes）【2005年由维尔容和博恩（Viljoen & Bohn）提出并著书 《连贯式生产性城市景观》（Continuous Productive Urban Landscapes: Designing Urban Agriculture for Sustainable Cities）】的第一次实践性试验。2007年悉尼白湾生态城（White Bay Eco-City）规划设计，靠近城市中央商业区，沿着悉尼港口，用地80h㎡，供1.5万居民居住，其中农业区为规划的五个城市发展辖区之一，它将农业与其他用地混合，以最先进的都市农业实践为特征，包括垂直农场、果园、农业研究中心、太阳能利用、水处理等，为整个地区和周围地区生产剩余食品（图10）。

图10  悉尼白湾生态城农业区规划图

2012年底特律未来城市（Detroit Future City）规划中，将“创新生产力”作为一种新的土地使用类型，包括了食物种植、温室、鲜花、鱼菜共生、生态服务。2015年洛杉矶河都市农业中心项目，将河沿岸660英亩的理想发展区域进行分区并从不同角度考虑了都市农业发展，分别为社区食品中心、理想孵化区、商业化农业和社区农园、公共活动中心（图11），该项目已进行试点实施。

图11  洛杉矶河都市农业中心局部效果

整体来说，西方国家城市内都市农业发展在空间类型上不断丰富，在设计策略和技术手段上更加灵活，追求与城市的融合共生。以下是值得我国都市农业学者关注和努力的。首先是农业与城市内空间整合时更注重低碳环保及联合设计：（1）利用太阳能、风能、地热能等可再生能源；（2）对垃圾、黑水灰水、雨水、余热等回收利用，利用可循环和废弃材料进行种植设计等；（3）利用先进材料和种植技术手段，如各种栽培袋、栽培架、种植容器、水培雾培、复合养殖、温室种植、自动灌溉系统等；（4）利用堆肥、沼气等农业生态技术。其次是城市内发展农业更注重生态性、可操作性和艺术性，创新和丰富了生活方式，也为规划、建筑和景观设计师提供了机会。城市发展至今更加追求生活品质的提升，农业应合宜美好地融入城市肌理。

3  中国城市内都市农业发展道路

3.1  中国城市内都市农业发展的必要性和可行性 

都市农业在世界范围内的发展有燎原之势。当前我国城市建成区已有部分建成案例，未来发展之路广阔，分析其发展的必要性和可行性主要表现为以下方面。（1）中国城市化进程使得城市范围不断扩张，加大了城市中心区与城郊农业生产区的距离，增加了食物里程和能耗，而城市内部土地资源和空间具有极大的生产潜力。（2）中国在能耗、耕地、空气质量、食品安全等方面的问题已上升到首要位置，近些年都市农业的发展使其多功能性获得共识，它通过将废物变成资源参与生产，可形成闭合的养分循环体系，并产生环境、社会、文化效益及催生产业链（图12），这将对城市产生更加全面的影响，从而促进城市的可持续发展。（3）中国正处于全面建设现代化强国的新时代，十九大更强调了生态文明建设和“美丽中国”，城市和建筑也面临转型探索，与农业的整合设计将有利于资源节约和生态环境治理。（4）中国正处于城市化进程的快速发展阶段，每年约有1200万人口从农村转移到城市，带来了就业等多方压力，这些与土地、农业有着渊源的人们可以成为都市农业发展的新主力。（5）大中型城市中心城区具备了都市农业发展所需的经济、技术、人才、空间、生产要素等条件。（6）都市农业在世界发展中国家和发达国家的成功案例说明了它的可行性。因此，有必要将都市农业逐步融入我国城市内部空间的发展。 

图12  洛杉矶河都市农业中心局部效果

3.2  中国城市内都市农业发展对策

对于西方国家整合都市农业的发展道路，不可照搬或全盘否定，首先应认识中西方国家在以下方面的差异。第一，国情不同。中国实行城市土地国有制和农村土地集体所有制，使得政府在城市土地使用权上有较大主导性，当前政府在城市内都市农业政策和法规方面尚是空白；中国农村人口众多，新型城镇、美丽乡村都是未来的发展重点，城郊农业将长期存在并将成为主要的都市农业发展形式；国务院参事、住房和城市建设部原副部长仇保兴指出中国是传统农耕国家，农村做好了，人们愿意居住，城市的和农村的拉力和推力是可以平衡的；“三农问题”专家温铁军教授也针对中国国情特色，提出中国城乡二元结构将长期存在，并提倡可持续的农业。因此，中国城市内农业发展将是缓慢的。第二，中西发展阶段差异。西方都市农业发展至今已较为成熟，我国的都市农业开展晚了三四十年，在理论和实践积累方面都有差异，事物的发展不可一蹴而就，需要过程。第三，我国城市化率低于西方国家，正处于城市快速建设阶段，城市空间发展更注重经济效益，各种建设挤占了大量空间，城市内空间的合法性、可得性等都阻碍了农业的顺利融入。第四，我国在农业技术发展方面以城郊设施大棚为主，对于城市小规模、人性化的微农业结合低碳环保技术方面的研究缺乏。第五，西方城市居民、民间组织、政府等在都市农业的意识和接纳度上都已进入较高阶段，我国尚处于萌芽期，在政策法规保障、发展引导等方面基本空白……总之，都市农业发展之路光明而困难重重。

都市农业不再是单纯的农业生产，它要真正在城市内合理开展并发挥价值涉及土地利用、城市管理和规划、环境卫生等多方面问题。结合我国国情，借鉴国外发展经验，建议从以下四方面着手推进。一是建立小规模都市农业示范项目，为都市农业科学合理发展提供借鉴，并在市民心中树立发展形象和信心，通过开展相关技术培训和进行一定规模推广，发挥示范、带动、教育等功能，从而使都市农业逐步推广扩展到城市各空间领域，前文案例中的梅森生产性住屋、科学驳船等都是示范性项目。二是现代农业技术手段的结合运用和推广。都市农业要在快节奏、高效、密集的城市中进行产业活动，决定了其发展需借助现代农业种植技术、节水技术、生态农业技术、设施农业技术等手段，并重点考虑小型、人性化新技术的应用，根据不同城市空间特点和需求选择适宜的技术，这在国外城市与农业整合设计案例中都有所体现。三是城市政策的应对变化和支持，相关法规条例的制定和保障，是都市农业在城市内得以顺利发展的前提条件。西方国家针对都市农业在城市规划、法规方面都有较多变化，城市和政府应该在促进都市农业方面发挥领导作用，并逐步将都市农业用地纳入城市规划体系。四是对城市内发展农业的制约和前提之一的空间要素进行分析，包括对土地、空间利用现状及生产潜力进行评价，确定可用于都市农业发展的城市内部拥有地，建立相关数据库并公开，为农业实践活动的开展和城市规划设计提供信息。西方国家对土地进行清查和进行生产潜力评估的做法，值得我国借鉴和思考。

在城市内都市农业推进过程中，我们应当看到基于中国现实情况的城郊农业还将长期是我国农业的主体形式，既不可激进地追求城市内农业的快速发展，也不可忽视它对解决城市问题的重要意义。城市扩张中已有城郊农业的保留发展、现有城市空间和新建区域与农业的整合设计都将是未来我国都市农业发展中具有重要意义的研究课题。

4  结语

詹姆斯·霍华德·库斯勒说：“粮食生产将是一个极大的问题（当我们面临化石燃料时代的结束）。工业化农业的失败是由于缺乏石油燃气的输入，我们不得不种植更多的食物并接近我们生活的地方，可以做小规模的。”仇保兴曾相继提出了在城市中应进行室内蔬果培养并结合养鱼，以及“立体园林”和“微农场”等思想，并提倡结合能源生产扩展到整个城市。新的时代背景下，城市正面临变革，并最终走向生产性城市和生产性建筑，这赋予城市学者新的历史使命。认识和研究城市内农业发展的有益探索，寻找有价值而被忽视的生产性空间，通过跨学科知识学习、行业合作，使食物在人口稠密的城市内生产，进而达到城市和农业的互利共生，城市设计师任重而道远。

作者：王晓静，天津大学建筑学院博士研究生，青岛农业大学建筑工程学院副教授。wxiaojing502@163.com

张玉坤，天津大学建筑学院教授，博士生导师

张睿，天津大学建筑学院讲师

【专家点评】文章介绍了国外城市内部空间与都市农业整合设计的多种类型与相应实践，具有新颖性，对我国高品质城市发展也具有广泛的借鉴性，从这个意义上来看，论文具有一定的应用价值。论文所提出来的若干建议对我国城市内部空间与都市农业的融合，也具有很好的针对性。

<引文格式> 王晓静, 张玉坤, 张睿. 国外城市内部空间与都市农业的整合设计实践及思考[J]. 国际城市规划, 2019, 34(2): 142-148.

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排版：徐嘟嘟

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