住區建成環境與都市農業整合設計策略
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摘要：針對我國城市糧食供應需求與建設用地間的矛盾，本文提出將住區建成環境與都市農業相整合的設計策略，即保留已有生產性空間并注入社會功能、用參與式景觀置換部分觀賞性景觀、在原住區閑置空間中植入生產性功能、在原住區功能性空間中疊加生產性功能、重構“農業+”的復合型生產性空間等；在此基礎上，結合住區建成環境主要構成要素，詳細分析不同空間類型可選擇的整合策略及具體的應用方式；最后，以天津市某小區為例，探究上述整合策略實施后住區增加的農業產量，為緩解我國城市糧食供需問題提供參考。
關鍵詞：建成環境；都市農業；住區；整合；策略
我國正處于城市化快速發展時期，城市人口的增加與建設用地的擴張造成城市糧食供應需求增大，而可用的資源生產用地面積卻逐年減少。與1997年相比，2017年我國城鎮居民年蔬菜消費量增加了3866.92萬t，相當于天津市城鎮居民當年年蔬菜消費量的25倍［1］。而我國人均耕地面積則由原來的0.095hm2/人下降至0.084hm2/人［2］，遠低于國際平均水平。在土地短缺的制約下，未來農業生產用地與城市建設用地之間的競爭將進一步加劇。如何滿足糧食需求緩解用地矛盾，成為亟待解決的關鍵問題。住區作為城市的主要構成單元，其資源承載能力與城市的可持續發展密切相關。當前，我國城市住區中僅居住建筑面積就已高達213億m2［3］，且普遍存在空間利用率低的問題。利用住區建成環境開展都市農業，可以在不占用其他建設用地的基礎上生產食物、實現生態補償，是應對上述問題的新思路。
1住區建成環境與都市農業相整合的研究進展
建成環境指為滿足人類生活需求而人為建造的建構筑物、外部空間和其他基礎設施［4］。住區建成環境構成要素主要包括建筑（住宅樓或其他公共建筑的屋頂、立面、室內）與住區外部空間（街道、停車場、綠地、廣場、閑置地、水體等）。都市農業指在城市中開展的農業活動，內容包含農業的生產、加工、銷售、分配和消費各個環節［5］。有關住區建成環境與都市農業相整合的思想，最早可追溯至20世紀上半葉霍華德、賴特、柯布西耶等人關于理想化住區模型的設想。近年來，受環境污染與資源短缺問題的影響，在住區開展都市農業的設計理念再次受到關注。2005年，安德烈•維爾容（A.Viljoen）和卡特琳•波爾（K.Bohn）對英國三類住區進行了生產性更新設計，評估了糧食收益［6］；2006年，加拿大瑞爾森大學師生發起了“胡蘿卜城市”的倡議，舉辦了相關研討會和展覽，并出版了《胡蘿卜城市：為都市農業創造場所》的書籍［7］；2014年，聯合國環境規劃署與人居署顧問吉拉德特（Girar⁃det）指出應將都市農業納入住區規劃，“恢復城市生態系統彈力，重建人類住區”［8］；2015年至今，國際非營利組織COST協會、加泰羅尼亞高等建筑研究院、新加坡國立大學等多個國際機構開展了住區農業的研究與推廣工作……可見，住區與都市農業整合的思想越發受到人們的重視，相關設計實踐不斷涌現。目前，國內外關于住區建成環境與都市農業的整合設計研究，主要集中在對常見都市農業類型——“社區農園”的設計建造模式分析方面。例如，英國學者貝爾（Bell）等人探究了歐洲份地農園的布局特征、空間形態、設計手法及相關設計師的職責［9］；柏林學者梅斯（Mees）指出美國共享農園“參與式設計和自主建造”的設計特征，并基于紐約社區農園的調研，闡述了該種設計模式的實施方式［10］。國內以劉悅來、朱金等為代表的學者深入分析了正式的社區農園［11］和非正式住區農業實踐［12］在選址、空間設計、種植作物類別等方面的特征；另有學者針對住區特定空間提出農業融入策略，如俞孔堅的“褐石公寓陽臺改造設計”；少數學者探析了“循環代謝”等與都市農業相關的理論在住區中的應用，如劉長安的“有農社區”模型。總體而言，現有研究成果對住區都市農業發展起到一定推動作用，但仍存在研究集中于農業資源本身，缺少從住區建成環境視角出發的設計指導，以及研究專注于單一空間，缺少對住區建成環境全要素與都市農業整合設計策略的系統性總結的弊病。基于上述問題，本文提出住區建成環境與都市農業的整合設計策略，并對住區不同建成環境要素可應用策略進行完整性分析，再以天津市紅橋區工人新村為例，量化實施上述策略的住區農業產量。
2住區建成環境與都市農業的整合設計策略解析
2.1保留已有生產性空間并注入社會功能
若住區已有都市農業，可在保留其生產功能基礎上，注入與食物加工、銷售、分配和消費相關的社會功能，配置適宜空間或基礎設施，完善本地食物系統。以菲律賓阿納納斯新社區規劃方案為例［13］。為滿足當地農民的農耕需求，佐佐木事務所保留了區域內現有農地，在農地之間構建了線狀社區農園（圖01）。方案還以住宅區域為中心，面向周邊農田布置了大小和形式各異的農業生產區域，包括住宅農園、社區支持農業基地和生產性街道，并配置了工具棚、溫室等農業基礎設施，以支持當地農耕生產。同時，佐佐木事務所在社區農園周邊設置了農夫市集、餐廳、烹飪學校、農業合作社等產業項目，旨在形成本地食物系統，為當地居民創造更多經濟和就業機會。佐佐木事務所的探索為新建社區如何協調社區空間與農業空間關系提供了示范，其合理的規劃使農業生產成為社區生活的重要內容，形成“生產—生態—生活”于一體的有農化社區典范。
2.2在住區閑置空間中植入生產性功能
住區中大量閑置空間為生產性功能的植入提供契機。由于任何可供種子生長的空間均可作為農業生產用地，住區中未開發的屋頂、生態效能不佳的空地、未有效利用的立面等均可通過生產性功能的植入發揮空間生產潛力。
2.2.1屋頂對于平屋頂，簡易的“植入”方法是在其上方布置種植槽，并在種植槽下方預留排水系統的甲板，以減少屋頂水滲漏的風險。當住區處于高緯度地區時，可通過構建溫室的方式保證寒冷季節屋頂蔬菜供應。例如，位于加拿大蒙特利爾的“梅森生產性住房”（MaisonProduc⁃tiveHouse）屋頂生產性溫室?！懊飞a性住房”建于2009年，整個住宅共3層，平面呈L形，包括9個居住單元［7］。考慮到作物生長所需的光照條件，設計將農園種植區置于不受構筑物陰影遮擋影響的屋頂全日照區域。由于蒙特利爾地區一月份的平均氣溫在－10.5℃～－9℃之間，屋頂農園設置了可拆卸的溫室，減弱嚴寒對農作物的影響。同時，設計借助住宅整體的循環系統，將住宅底層面包房、辦公用房、洗衣房等公共用房產生的廢熱輸入至溫室，進一步改善了作物生長所需的氣溫條件。對于坡屋頂，可通過特殊工藝“植入”農業作物，如藤森照信的東京韭菜屋。
2.2.2立面對于玻璃立面，可借助作物易于攀附的欄桿、網狀物或將農業生產設施（懸掛式種植槽）固定于建筑立面表層“植入”都市農業。這些“農業窗簾”可在一定程度上減弱西曬對居民生活的影響。新型垂直農業生產技術則利用雙層玻璃外墻以及必要的支撐結構“植入”都市農業。這種模式可免受季節與種植槽重量的影響，是一種高產量高空間利用率的立面農業系統。無窗立面在與都市農業整合設計時所受的制約較少，可充分挖掘立面空間的生產潛力，其典型案例為英國倫敦AVL設計工作室所提出的可依靠住宅立面建立的“綠肚皮”（greenbelly）項目?！熬G肚皮”由多個獨立式“生產艙”組裝而成，各“生產艙”可根據所要倚靠的住宅立面尺寸調整自身空間大小，變換“綠肚皮”的尺寸?！吧a艙”由種植槽、太陽能光伏板、水培墻和氣膜塔組成，太陽能光伏板保證了整個系統的電力需求，水培墻和氣膜塔實現多種種植形式共存。除“生產艙”外，“綠肚皮”還包括垂直向運輸食物和材料的電梯、防墜落保護裝置和夜間防護裝置。夜間防護裝置由玻璃或塑料制成，可根據室外溫度控制開閉狀態。據AVL工作室的報告，一個2m×3.5m的“生產艙”每年可生產多達263kg的食物［14］。
2.2.3閑置地閑置地受原用地功能限制小，“植入”中可融入多種設計元素，以滿足不同群體需求。例如，上海梅隴九村的“梅園”，項目移除閑置地原先的混凝土地面，“植入”多元化都市農園：高低不同的木質種植箱和盲道為殘障人士提供了活動空間，設置有座椅的迷你花園成為老人們喜愛的休憩場所，以彩漆的裝飾立柱、沙坑、座椅組成的秘密花園塑造了兒童活動的新邊界。設計師引入的昆蟲之家也得到家長們的認可，成為展示生態環保實踐的重要工具。住區閑置空間普遍存在使用期限不固定的特點，對于使用時限較短的閑置用地，可通過搭建可拆卸、移動式的種植裝置開展都市農業，以應對土地使用功能變更時帶來的不便。
2.3用參與式景觀置換部分綠地景觀
與單純的觀賞性景觀不同，都市農業是一種兼具美學與生產功能的“參與式”景觀。它激發了景觀作為公共空間引導能動性的主體進行自我設計與管理的作用，避免景觀因缺少維護導致退化甚至廢棄現象的發生。以生產性景觀置換住區觀賞效果較差的綠化，在改善住區環境風貌的同時，極大地調動居民參與公共環境治理的積極性。以美國新澤西州的綠地生產性更新項目為例，業主在原有綠地路徑兩側種植葡萄藤，搭建了拱形裝飾架；在綠地左側鋪設了黑色雪松覆蓋物，設置了15個以回收的黑色塑料制成的種植槽，每個種植槽中種植不同類別的藥草和蔬菜；在右側鋪設木屑，種植果樹，圍合形成半私密的院落空間。與之前的草坪相比，改造后的空間更具生機與識別性，空間衍生的播種、采摘等戶外活動極大地豐富了居民生活［15］。對于面積較大的公共綠地，可通過搭配種植適于不同季節生長的作物群落，保證綠地四季的景觀效果；也可采用弧形種植箱，打破原有綠地單一的布局形態，形成更富吸引力的景觀界面。
2.4在原住區功能性空間中疊加生產性功能
“疊加”是指在單一功能空間（如交通空間）中引入生產功能。這種策略一方面帶來了農業收益，補償侵占土地，提高空間利用率；另一方面，幫助居民擺脫現行土地利用模式對使用功能的束縛，開創形式新穎的空間利用方式。
2.4.1街道街道是住區交通空間的主要構成要素。簡單的都市農業疊加策略是以果樹種植于街道兩側，營造一年四季碩果累累、色彩交替變化的景觀形象，還可采用在道路上方架設攀緣裝置，兩側種植攀爬類作物的方式，以生產功能“疊加”交通空間。簡•雅各布斯在《美國大城市的死與生》一書中指出了街道作為城市生活載體的重要性［16］，蘆原義信也曾提到街道是開展日?；顒印⒐澣諔c典等集體性活動以及培育兒童行為的社會教育場所［17］。住區的街道曾是小商小販聚集、居民寒暄、兒童嬉戲的空間，但在城市化快速發展的時代，街道的活動空間逐漸縮小。當街道與都市農業整合時，可深入挖掘生產性活動的衍生功能，改變街道生活單一乏味的現狀，重新發揮“街道眼”的作用，創建更富人情味、多元化的街道生活。例如，由ZEDfactory設計的“零能耗街道”（ZedStreet）將農產品銷售、餐飲等功能融入街道，重塑街區活力，并利用街道的延展性為居民提供一個廣闊的公共活動平臺。
2.4.2停車場停車場主要采用“疊加”策略與都市農業整合。除在停車位間隔種植果樹形成連續的生產性景觀遮蔽層外，還可通過在停車場上方架設農業生產支架種植蔬菜作物的方式，開展都市農業。
2.5重構“農業+”的復合型生產性空間
“重構”主要指利用住區“室內空間”構建全新的都市農業系統。
2.5.1住宅室內住宅室內陽臺或溫室因光照充足、方便居民日常養護，是“重構”都市農業的優選空間；居民也可根據自身興趣，選取農業種植模塊進行空間“重構”。例如，美國學者埃里克•澤爾迪斯（EricM.Zeldis）以紐約曼哈頓高層公寓為例，根據住宅所能接受的光照強度和居住需求設計了4種室內都市農業配置方案［18］。其中，天空花園和草本花園提供的種植空間較小，但在不妨礙正常生活的情況下，住戶可通過增加種植模塊不斷擴大種植面積。家庭花園在每個臥室都設置了種植空間，以使每位家庭成員能參與種植活動，并能通過園藝建立健康的生活習慣。農藝師復式居住單元帶有最大面積的種植空間以及特定的農業設備和加工空間，滿足園藝師等熱愛農業生產的用戶的需求（圖02）。
2.5.2公共建筑室內住區中廢棄儲藏室、傳達室、鍋爐房等公共建筑，可通過室內空間“重構”的方式成為多功能活動中心，繼續為住區服務。例如，加拿大多倫多威奇伍德街道的社區更新項目，通過對廢棄車間進行有農化改造，建立了近1000m2的“綠色倉庫”［7］。綠色倉庫容納了農業生產溫室、廚房、教育中心和農貿市場等多個功能空間，并配置了滴灌系統、屋頂雨水收集裝置、地熱能系統以及堆肥設施（圖03）。綠色倉庫多樣化的生產功能空間滿足了人們種植、采購、學習等多種需求，并成為當地的社交中心。在冬季，這里還會定期舉辦農夫市集。
3整合策略的生產潛力估算
為估算整合策略的生產潛力，本文以天津市紅橋區丁字沽十三段小區為對象進行研究性設計。丁字沽十三段小區建成環境包含上述所有空間要素。在綜合考慮小區建成環境現狀、四季的光照條件、居民改造意愿的基礎上，選取小區住宅和公共建筑（閑置鍋爐房）的屋頂、南向無窗立面、陽臺，以及住區部分街道、停車場、綠地、廣場、閑置地為更新對象。在對小區已有自發建立的菜園予以保留的基礎上，在屋頂植入綜合性溫室i-RTGs，立面植入懸掛式種植架，室內疊加A字架式無土栽培設施，街道疊加種植廊架，停車場疊加種植棚架，綠地置換為生產性景觀，廣場疊加農業展示設施，閑置地植入便攜式種植槽，改造后的總圖與效果圖如圖04和圖05所示。為保證景觀的規整性和有序化，屋頂植入的種植容器、栽植的作物均保持相同的形態，形成規整且富有韻律感的屋頂景觀。設計將街道種植廊架置于人行道上空、緊鄰建筑外墻邊緣處，并在架空的步道一側設置種植槽，在其上方搭配種植了牽牛等垂吊植物，使得道路景觀滿足所需的秩序感，實現了農業景觀與建成環境的有機融合。綠地中原有場地景觀破碎化程度較高，設計植栽了層次豐富的農作物，形成與屋頂、街道相呼應的景觀序列。設計同時考慮了都市農業的社會價值，住區中的多個農業生產空間也是本地居民討論種植技巧、交流互動的公共空間節點。設計將以住區公共建筑屋頂改建而成的屋頂農園與地面農園相連接，中間的過渡空間設置為有農化種植廣場，形成人們可以駐足休憩的公共空間。街道的種植廊架結合場地特征，將位于空間轉折處或緊鄰建筑、地面景觀的空間節點放大，并通過設置延伸的平臺或增設休閑家具的方式，讓人們停留下來，增加人與人之間互動的機會；設計在整個街道種植廊架中間隔布置了引導性的樓梯、電梯，營造人人可及的開放性農業種植區。原有綠地則通過配置形式多樣的種植設施，構建了居民既可參與農事、相互間又能對話交流的生產性種植區。針對場地原有基礎設施配置不足的情況，設計布置了多種集農業生產與居民休閑功能于一體的基礎設施，如帶種植槽的座椅、兼具遮陽功能的種植棚架等，營造了與居民生活密切整合的住區都市農業景觀。本文對都市農業整合策略的生產潛力進行了估算（表01）。假設住區種植作物均為蔬菜，屋頂與陽臺采用密集型種植模式，其余全部室外空間均采用傳統露天種植模式，則小區年蔬菜產量為559.82t。小區總人數為5066人，按中國統計年鑒年人均蔬菜消費量96.10kg計算，小區年蔬菜消費量為486.84t，則住區與都市農業的整合設計實施后可實現小區蔬菜自給自足并有結余。
4結論
近期，國務院新聞辦公室《中國的糧食安全》白皮書中指出：從中長期看，中國的糧食產需仍將維持緊平衡態勢。這表明在城鎮人口不斷增加與糧食需求逐年攀升的背景下，如何破解中國的糧食供需問題仍值得關注與警惕。應對這一問題，需要我們從根本上變革城市利用資源的方式。住區建成環境與都市農業的整合，充分挖掘城市建成空間的生產潛力，能有效增加生產性土地面積，這是當前尋求資源供需平衡，保證城市可持續發展的最優方案。本文所構建的保留、置換、植入、疊加和重構的整合設計策略，以及針對住區不同空間要素的策略應用解析，為不同情境下住區建成環境與都市農業整合提供了設計參考，也為最大化發揮建成環境的空間價值，實現住區從消費終端向本地化資源生產端過渡提供指引。
作者：張玉坤 丁瀟穎 鄭婕 單位：天津大學