住区建成环境与都市农业整合设计策略

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摘要：针对我国城市粮食供应需求与建设用地间的矛盾，本文提出将住区建成环境与都市农业相整合的设计策略，即保留已有生产性空间并注入社会功能、用参与式景观置换部分观赏性景观、在原住区闲置空间中植入生产性功能、在原住区功能性空间中叠加生产性功能、重构“农业+”的复合型生产性空间等；在此基础上，结合住区建成环境主要构成要素，详细分析不同空间类型可选择的整合策略及具体的应用方式；最后，以天津市某小区为例，探究上述整合策略实施后住区增加的农业产量，为缓解我国城市粮食供需问题提供参考。

关键词：建成环境；都市农业；住区；整合；策略

我国正处于城市化快速发展时期，城市人口的增加与建设用地的扩张造成城市粮食供应需求增大，而可用的资源生产用地面积却逐年减少。与1997年相比，2017年我国城镇居民年蔬菜消费量增加了3866.92万t，相当于天津市城镇居民当年年蔬菜消费量的25倍［1］。而我国人均耕地面积则由原来的0.095hm2/人下降至0.084hm2/人［2］，远低于国际平均水平。在土地短缺的制约下，未来农业生产用地与城市建设用地之间的竞争将进一步加剧。如何满足粮食需求缓解用地矛盾，成为亟待解决的关键问题。住区作为城市的主要构成单元，其资源承载能力与城市的可持续发展密切相关。当前，我国城市住区中仅居住建筑面积就已高达213亿m2［3］，且普遍存在空间利用率低的问题。利用住区建成环境开展都市农业，可以在不占用其他建设用地的基础上生产食物、实现生态补偿，是应对上述问题的新思路。

1住区建成环境与都市农业相整合的研究进展

建成环境指为满足人类生活需求而人为建造的建构筑物、外部空间和其他基础设施［4］。住区建成环境构成要素主要包括建筑（住宅楼或其他公共建筑的屋顶、立面、室内）与住区外部空间（街道、停车场、绿地、广场、闲置地、水体等）。都市农业指在城市中开展的农业活动，内容包含农业的生产、加工、销售、分配和消费各个环节［5］。有关住区建成环境与都市农业相整合的思想，最早可追溯至20世纪上半叶霍华德、赖特、柯布西耶等人关于理想化住区模型的设想。近年来，受环境污染与资源短缺问题的影响，在住区开展都市农业的设计理念再次受到关注。2005年，安德烈•维尔容（A.Viljoen）和卡特琳•波尔（K.Bohn）对英国三类住区进行了生产性更新设计，评估了粮食收益［6］；2006年，加拿大瑞尔森大学师生发起了“胡萝卜城市”的倡议，举办了相关研讨会和展览，并出版了《胡萝卜城市：为都市农业创造场所》的书籍［7］；2014年，联合国环境规划署与人居署顾问吉拉德特（Girar⁃det）指出应将都市农业纳入住区规划，“恢复城市生态系统弹力，重建人类住区”［8］；2015年至今，国际非营利组织COST协会、加泰罗尼亚高等建筑研究院、新加坡国立大学等多个国际机构开展了住区农业的研究与推广工作……可见，住区与都市农业整合的思想越发受到人们的重视，相关设计实践不断涌现。目前，国内外关于住区建成环境与都市农业的整合设计研究，主要集中在对常见都市农业类型——“社区农园”的设计建造模式分析方面。例如，英国学者贝尔（Bell）等人探究了欧洲份地农园的布局特征、空间形态、设计手法及相关设计师的职责［9］；柏林学者梅斯（Mees）指出美国共享农园“参与式设计和自主建造”的设计特征，并基于纽约社区农园的调研，阐述了该种设计模式的实施方式［10］。国内以刘悦来、朱金等为代表的学者深入分析了正式的社区农园［11］和非正式住区农业实践［12］在选址、空间设计、种植作物类别等方面的特征；另有学者针对住区特定空间提出农业融入策略，如俞孔坚的“褐石公寓阳台改造设计”；少数学者探析了“循环代谢”等与都市农业相关的理论在住区中的应用，如刘长安的“有农社区”模型。总体而言，现有研究成果对住区都市农业发展起到一定推动作用，但仍存在研究集中于农业资源本身，缺少从住区建成环境视角出发的设计指导，以及研究专注于单一空间，缺少对住区建成环境全要素与都市农业整合设计策略的系统性总结的弊病。基于上述问题，本文提出住区建成环境与都市农业的整合设计策略，并对住区不同建成环境要素可应用策略进行完整性分析，再以天津市红桥区工人新村为例，量化实施上述策略的住区农业产量。

2住区建成环境与都市农业的整合设计策略解析

2.1保留已有生产性空间并注入社会功能

若住区已有都市农业，可在保留其生产功能基础上，注入与食物加工、销售、分配和消费相关的社会功能，配置适宜空间或基础设施，完善本地食物系统。以菲律宾阿纳纳斯新社区规划方案为例［13］。为满足当地农民的农耕需求，佐佐木事务所保留了区域内现有农地，在农地之间构建了线状社区农园（图01）。方案还以住宅区域为中心，面向周边农田布置了大小和形式各异的农业生产区域，包括住宅农园、社区支持农业基地和生产性街道，并配置了工具棚、温室等农业基础设施，以支持当地农耕生产。同时，佐佐木事务所在社区农园周边设置了农夫市集、餐厅、烹饪学校、农业合作社等产业项目，旨在形成本地食物系统，为当地居民创造更多经济和就业机会。佐佐木事务所的探索为新建社区如何协调社区空间与农业空间关系提供了示范，其合理的规划使农业生产成为社区生活的重要内容，形成“生产—生态—生活”于一体的有农化社区典范。

2.2在住区闲置空间中植入生产性功能

住区中大量闲置空间为生产性功能的植入提供契机。由于任何可供种子生长的空间均可作为农业生产用地，住区中未开发的屋顶、生态效能不佳的空地、未有效利用的立面等均可通过生产性功能的植入发挥空间生产潜力。

2.2.1屋顶对于平屋顶，简易的“植入”方法是在其上方布置种植槽，并在种植槽下方预留排水系统的甲板，以减少屋顶水渗漏的风险。当住区处于高纬度地区时，可通过构建温室的方式保证寒冷季节屋顶蔬菜供应。例如，位于加拿大蒙特利尔的“梅森生产性住房”（MaisonProduc⁃tiveHouse）屋顶生产性温室。“梅森生产性住房”建于2009年，整个住宅共3层，平面呈L形，包括9个居住单元［7］。考虑到作物生长所需的光照条件，设计将农园种植区置于不受构筑物阴影遮挡影响的屋顶全日照区域。由于蒙特利尔地区一月份的平均气温在－10.5℃～－9℃之间，屋顶农园设置了可拆卸的温室，减弱严寒对农作物的影响。同时，设计借助住宅整体的循环系统，将住宅底层面包房、办公用房、洗衣房等公共用房产生的废热输入至温室，进一步改善了作物生长所需的气温条件。对于坡屋顶，可通过特殊工艺“植入”农业作物，如藤森照信的东京韭菜屋。

2.2.2立面对于玻璃立面，可借助作物易于攀附的栏杆、网状物或将农业生产设施（悬挂式种植槽）固定于建筑立面表层“植入”都市农业。这些“农业窗帘”可在一定程度上减弱西晒对居民生活的影响。新型垂直农业生产技术则利用双层玻璃外墙以及必要的支撑结构“植入”都市农业。这种模式可免受季节与种植槽重量的影响，是一种高产量高空间利用率的立面农业系统。无窗立面在与都市农业整合设计时所受的制约较少，可充分挖掘立面空间的生产潜力，其典型案例为英国伦敦AVL设计工作室所提出的可依靠住宅立面建立的“绿肚皮”（greenbelly）项目。“绿肚皮”由多个独立式“生产舱”组装而成，各“生产舱”可根据所要倚靠的住宅立面尺寸调整自身空间大小，变换“绿肚皮”的尺寸。“生产舱”由种植槽、太阳能光伏板、水培墙和气膜塔组成，太阳能光伏板保证了整个系统的电力需求，水培墙和气膜塔实现多种种植形式共存。除“生产舱”外，“绿肚皮”还包括垂直向运输食物和材料的电梯、防坠落保护装置和夜间防护装置。夜间防护装置由玻璃或塑料制成，可根据室外温度控制开闭状态。据AVL工作室的报告，一个2m×3.5m的“生产舱”每年可生产多达263kg的食物［14］。

2.2.3闲置地闲置地受原用地功能限制小，“植入”中可融入多种设计元素，以满足不同群体需求。例如，上海梅陇九村的“梅园”，项目移除闲置地原先的混凝土地面，“植入”多元化都市农园：高低不同的木质种植箱和盲道为残障人士提供了活动空间，设置有座椅的迷你花园成为老人们喜爱的休憩场所，以彩漆的装饰立柱、沙坑、座椅组成的秘密花园塑造了儿童活动的新边界。设计师引入的昆虫之家也得到家长们的认可，成为展示生态环保实践的重要工具。住区闲置空间普遍存在使用期限不固定的特点，对于使用时限较短的闲置用地，可通过搭建可拆卸、移动式的种植装置开展都市农业，以应对土地使用功能变更时带来的不便。

2.3用参与式景观置换部分绿地景观

与单纯的观赏性景观不同，都市农业是一种兼具美学与生产功能的“参与式”景观。它激发了景观作为公共空间引导能动性的主体进行自我设计与管理的作用，避免景观因缺少维护导致退化甚至废弃现象的发生。以生产性景观置换住区观赏效果较差的绿化，在改善住区环境风貌的同时，极大地调动居民参与公共环境治理的积极性。以美国新泽西州的绿地生产性更新项目为例，业主在原有绿地路径两侧种植葡萄藤，搭建了拱形装饰架；在绿地左侧铺设了黑色雪松覆盖物，设置了15个以回收的黑色塑料制成的种植槽，每个种植槽中种植不同类别的药草和蔬菜；在右侧铺设木屑，种植果树，围合形成半私密的院落空间。与之前的草坪相比，改造后的空间更具生机与识别性，空间衍生的播种、采摘等户外活动极大地丰富了居民生活［15］。对于面积较大的公共绿地，可通过搭配种植适于不同季节生长的作物群落，保证绿地四季的景观效果；也可采用弧形种植箱，打破原有绿地单一的布局形态，形成更富吸引力的景观界面。

2.4在原住区功能性空间中叠加生产性功能

“叠加”是指在单一功能空间（如交通空间）中引入生产功能。这种策略一方面带来了农业收益，补偿侵占土地，提高空间利用率；另一方面，帮助居民摆脱现行土地利用模式对使用功能的束缚，开创形式新颖的空间利用方式。

2.4.1街道街道是住区交通空间的主要构成要素。简单的都市农业叠加策略是以果树种植于街道两侧，营造一年四季硕果累累、色彩交替变化的景观形象，还可采用在道路上方架设攀缘装置，两侧种植攀爬类作物的方式，以生产功能“叠加”交通空间。简•雅各布斯在《美国大城市的死与生》一书中指出了街道作为城市生活载体的重要性［16］，芦原义信也曾提到街道是开展日常活动、节日庆典等集体性活动以及培育儿童行为的社会教育场所［17］。住区的街道曾是小商小贩聚集、居民寒暄、儿童嬉戏的空间，但在城市化快速发展的时代，街道的活动空间逐渐缩小。当街道与都市农业整合时，可深入挖掘生产性活动的衍生功能，改变街道生活单一乏味的现状，重新发挥“街道眼”的作用，创建更富人情味、多元化的街道生活。例如，由ZEDfactory设计的“零能耗街道”（ZedStreet）将农产品销售、餐饮等功能融入街道，重塑街区活力，并利用街道的延展性为居民提供一个广阔的公共活动平台。

2.4.2停车场停车场主要采用“叠加”策略与都市农业整合。除在停车位间隔种植果树形成连续的生产性景观遮蔽层外，还可通过在停车场上方架设农业生产支架种植蔬菜作物的方式，开展都市农业。

2.5重构“农业+”的复合型生产性空间

“重构”主要指利用住区“室内空间”构建全新的都市农业系统。

2.5.1住宅室内住宅室内阳台或温室因光照充足、方便居民日常养护，是“重构”都市农业的优选空间；居民也可根据自身兴趣，选取农业种植模块进行空间“重构”。例如，美国学者埃里克•泽尔迪斯（EricM.Zeldis）以纽约曼哈顿高层公寓为例，根据住宅所能接受的光照强度和居住需求设计了4种室内都市农业配置方案［18］。其中，天空花园和草本花园提供的种植空间较小，但在不妨碍正常生活的情况下，住户可通过增加种植模块不断扩大种植面积。家庭花园在每个卧室都设置了种植空间，以使每位家庭成员能参与种植活动，并能通过园艺建立健康的生活习惯。农艺师复式居住单元带有最大面积的种植空间以及特定的农业设备和加工空间，满足园艺师等热爱农业生产的用户的需求（图02）。

2.5.2公共建筑室内住区中废弃储藏室、传达室、锅炉房等公共建筑，可通过室内空间“重构”的方式成为多功能活动中心，继续为住区服务。例如，加拿大多伦多威奇伍德街道的社区更新项目，通过对废弃车间进行有农化改造，建立了近1000m2的“绿色仓库”［7］。绿色仓库容纳了农业生产温室、厨房、教育中心和农贸市场等多个功能空间，并配置了滴灌系统、屋顶雨水收集装置、地热能系统以及堆肥设施（图03）。绿色仓库多样化的生产功能空间满足了人们种植、采购、学习等多种需求，并成为当地的社交中心。在冬季，这里还会定期举办农夫市集。

3整合策略的生产潜力估算

为估算整合策略的生产潜力，本文以天津市红桥区丁字沽十三段小区为对象进行研究性设计。丁字沽十三段小区建成环境包含上述所有空间要素。在综合考虑小区建成环境现状、四季的光照条件、居民改造意愿的基础上，选取小区住宅和公共建筑（闲置锅炉房）的屋顶、南向无窗立面、阳台，以及住区部分街道、停车场、绿地、广场、闲置地为更新对象。在对小区已有自发建立的菜园予以保留的基础上，在屋顶植入综合性温室i-RTGs，立面植入悬挂式种植架，室内叠加A字架式无土栽培设施，街道叠加种植廊架，停车场叠加种植棚架，绿地置换为生产性景观，广场叠加农业展示设施，闲置地植入便携式种植槽，改造后的总图与效果图如图04和图05所示。为保证景观的规整性和有序化，屋顶植入的种植容器、栽植的作物均保持相同的形态，形成规整且富有韵律感的屋顶景观。设计将街道种植廊架置于人行道上空、紧邻建筑外墙边缘处，并在架空的步道一侧设置种植槽，在其上方搭配种植了牵牛等垂吊植物，使得道路景观满足所需的秩序感，实现了农业景观与建成环境的有机融合。绿地中原有场地景观破碎化程度较高，设计植栽了层次丰富的农作物，形成与屋顶、街道相呼应的景观序列。设计同时考虑了都市农业的社会价值，住区中的多个农业生产空间也是本地居民讨论种植技巧、交流互动的公共空间节点。设计将以住区公共建筑屋顶改建而成的屋顶农园与地面农园相连接，中间的过渡空间设置为有农化种植广场，形成人们可以驻足休憩的公共空间。街道的种植廊架结合场地特征，将位于空间转折处或紧邻建筑、地面景观的空间节点放大，并通过设置延伸的平台或增设休闲家具的方式，让人们停留下来，增加人与人之间互动的机会；设计在整个街道种植廊架中间隔布置了引导性的楼梯、电梯，营造人人可及的开放性农业种植区。原有绿地则通过配置形式多样的种植设施，构建了居民既可参与农事、相互间又能对话交流的生产性种植区。针对场地原有基础设施配置不足的情况，设计布置了多种集农业生产与居民休闲功能于一体的基础设施，如带种植槽的座椅、兼具遮阳功能的种植棚架等，营造了与居民生活密切整合的住区都市农业景观。本文对都市农业整合策略的生产潜力进行了估算（表01）。假设住区种植作物均为蔬菜，屋顶与阳台采用密集型种植模式，其余全部室外空间均采用传统露天种植模式，则小区年蔬菜产量为559.82t。小区总人数为5066人，按中国统计年鉴年人均蔬菜消费量96.10kg计算，小区年蔬菜消费量为486.84t，则住区与都市农业的整合设计实施后可实现小区蔬菜自给自足并有结余。

4结论

近期，国务院新闻办公室《中国的粮食安全》白皮书中指出：从中长期看，中国的粮食产需仍将维持紧平衡态势。这表明在城镇人口不断增加与粮食需求逐年攀升的背景下，如何破解中国的粮食供需问题仍值得关注与警惕。应对这一问题，需要我们从根本上变革城市利用资源的方式。住区建成环境与都市农业的整合，充分挖掘城市建成空间的生产潜力，能有效增加生产性土地面积，这是当前寻求资源供需平衡，保证城市可持续发展的最优方案。本文所构建的保留、置换、植入、叠加和重构的整合设计策略，以及针对住区不同空间要素的策略应用解析，为不同情境下住区建成环境与都市农业整合提供了设计参考，也为最大化发挥建成环境的空间价值，实现住区从消费终端向本地化资源生产端过渡提供指引。

作者：张玉坤 丁潇颖 郑婕 单位：天津大学