高統(tǒng)政 叢沛桐

摘要通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外屋頂農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的比較，分析了在城市中發(fā)展屋頂農(nóng)業(yè)的必要性和可行性，并對(duì)現(xiàn)階段建設(shè)屋頂農(nóng)業(yè)存在的問(wèn)題進(jìn)行了探討，以期為屋頂農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞屋頂農(nóng)業(yè)；必要性；可行性

中圖分類號(hào)S-3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2017）26-0055-03

Analysis on the Necessity and Feasibility of Developing Rooftop Agriculture in Urban Builtup Areas

GAO Tongzheng， CONG Peitong*（College of Water Conservancy and Civil Engineering， South China Agricultural University，Guangzhou，Guangdong 510642）

AbstractThrough a comparison of the status quo of development of rooftop agriculture between China and other countries， the necessity and feasibility of developing rooftop agriculture in urban builtup areas were analyzed， and the problems of constructing rooftop agriculture in China were discussed at the present stage in order to provide reference for developing rooftop agriculture.

Key wordsRooftop agriculture；Necessity；Feasibility

伴隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)城市的人口及建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，城鎮(zhèn)化發(fā)展也必然帶來(lái)一系列負(fù)面的生態(tài)與社會(huì)影響。城市化帶來(lái)的首要問(wèn)題是城市建設(shè)用地與傳統(tǒng)耕地爭(zhēng)地的矛盾，其次是不斷增長(zhǎng)的城市人口帶來(lái)的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)、生態(tài)污染等問(wèn)題[1]。屋頂空間作為建筑的“第五面”不斷地被人們發(fā)掘利用，這也將在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)成為城市綠化的另一條有效途徑，拓展城市綠化模式，增大城市綠化面積[2-3]。筆者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外屋頂農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行比較，探討了建成區(qū)發(fā)展屋頂農(nóng)業(yè)的必要性及可行性，以期為屋頂農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展提供借鑒。

1城市公共建筑屋頂農(nóng)場(chǎng)概述

1.1屋頂農(nóng)業(yè)的概念

屋頂農(nóng)業(yè)，是將各類作物的栽培環(huán)境搬到建筑的屋頂，并具有一定規(guī)模的新型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。它是一種不與大地土壤直接接觸的、生態(tài)環(huán)保的新型農(nóng)業(yè)種植模式[4]。其目的是充分利用城市公共建筑中常被人忽視的屋頂空間，增加城市綠化總量，改善城市空氣質(zhì)量，美化城市生活環(huán)境，在豐富城市居民生活的同時(shí)，創(chuàng)造附加的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外，屋頂農(nóng)業(yè)還具有保護(hù)屋頂結(jié)構(gòu)層的作用，延長(zhǎng)屋頂使用壽命的同時(shí)，還可以做到節(jié)能減排，降低室內(nèi)溫度等功能。屋頂農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)有助于緩解城市熱島效應(yīng)，減小地表雨水徑流量[5]。目前，占城市用地60%以上的建筑屋頂空間的合理利用可有效緩解城市地面綠化面積少、費(fèi)用高等問(wèn)題，這為擴(kuò)大城市綠化量提供了新思路與新方向[4]。

1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1國(guó)外現(xiàn)狀。

國(guó)外對(duì)于屋頂農(nóng)業(yè)的發(fā)展最早可以追溯到公元前6世紀(jì)的古巴比倫王國(guó)，世界八大奇跡之一——巴比倫空中花園，開創(chuàng)了屋頂農(nóng)業(yè)的先河。德國(guó)是最早對(duì)屋頂綠化進(jìn)行系統(tǒng)研究的國(guó)家之一，早在1920年，柏林已經(jīng)完成了大約2 000個(gè)屋面的植被化工程[6]。到20世紀(jì)60年代，屋頂農(nóng)業(yè)越來(lái)越受到重視，西方發(fā)達(dá)國(guó)家相繼嘗試將屋頂農(nóng)場(chǎng)引入城市。美國(guó)的紐約、舊金山、芝加哥等地都有屋頂農(nóng)場(chǎng)，同時(shí)部分州政府還對(duì)屋頂農(nóng)業(yè)項(xiàng)目實(shí)施了一定的減稅補(bǔ)貼[7-8]。與此同時(shí)，德國(guó)、西班牙、日本等國(guó)家也不斷地對(duì)屋頂農(nóng)業(yè)可行性進(jìn)行研究。在日本，即便是東京銀座這樣繁華的城市中心，也存在著一座屋頂農(nóng)場(chǎng)——銀座農(nóng)園株式會(huì)社。為了增添城市活力與生機(jī)，日本正在實(shí)施一項(xiàng)“屋頂農(nóng)場(chǎng)”計(jì)劃，即在城市公共建筑屋頂上種植花卉、蔬菜、果樹等作物。該計(jì)劃的施行，不僅豐富了城市景觀層次，還為工作之余的城市居民提供了新的休閑場(chǎng)所。

1.2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀。

在我國(guó)農(nóng)村地區(qū)，屋頂農(nóng)業(yè)已經(jīng)發(fā)展了相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，并取得了一系列成果。其中，最為突出的是浙江紹興縣的農(nóng)民彭秋生，曾連續(xù)多年在屋頂種植水稻的他曾榮獲“世界屋頂水稻最佳人物金獎(jiǎng)”。經(jīng)過(guò)10余年的摸索試驗(yàn)，河北省石家莊市靈壽縣縣城的屋頂農(nóng)場(chǎng)總面積在20萬(wàn)m2以上，為屋頂閑置空間的充分利用及糧食生產(chǎn)開辟了一條新道路[3]。近幾年，屋頂農(nóng)業(yè)在城市的健康發(fā)展中也越來(lái)越受到重視，北京、上海、廣州、深圳等城市相繼出臺(tái)了相應(yīng)的施工技術(shù)規(guī)范。如東方園林南方聯(lián)合設(shè)計(jì)集團(tuán)在上海開創(chuàng)的“天空菜園（V-roof）” [9]是國(guó)內(nèi)較早進(jìn)行城市屋頂農(nóng)業(yè)實(shí)踐的項(xiàng)目。其在權(quán)屬清晰的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)、科技園區(qū)和商務(wù)園區(qū)開展屋頂農(nóng)業(yè)實(shí)踐，在不影響現(xiàn)存城市綠化的前提下，充分利用了城市消極空間，并借鑒國(guó)外社區(qū)支持農(nóng)業(yè)（CSA）模式為市民提供新鮮環(huán)保的蔬菜產(chǎn)品。

2屋頂農(nóng)業(yè)的類型

2.1營(yíng)利性屋頂農(nóng)業(yè)

營(yíng)利性屋頂農(nóng)業(yè)主要出現(xiàn)在商業(yè)區(qū)及大型商場(chǎng)等公共建筑的屋頂，這類建筑最突出的特點(diǎn)為屋頂面積大，可進(jìn)行規(guī)模化種植，并形成相應(yīng)的都市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)[10]。都市農(nóng)業(yè)最普遍的模式為投資者首先對(duì)擬采用屋頂進(jìn)行農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并種植適應(yīng)屋頂環(huán)境的相應(yīng)作物，實(shí)行統(tǒng)一、精細(xì)化管理。營(yíng)利性屋頂農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)，不僅豐富了都市人群的休閑去處，還增加了城市的綠化面積，進(jìn)了一步促進(jìn)城市環(huán)境的改善，并且發(fā)揮了一定程度的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2非經(jīng)營(yíng)型屋頂農(nóng)業(yè)

非營(yíng)利性屋頂農(nóng)業(yè)通常出現(xiàn)在居住區(qū)、公司、校園及其他科研型場(chǎng)所的樓頂，用于休閑體驗(yàn)和科研試驗(yàn)，主要分為休閑型農(nóng)場(chǎng)與科普型農(nóng)場(chǎng)2類。

2.2.1休閑型農(nóng)場(chǎng)。

休閑型屋頂農(nóng)場(chǎng)在居住區(qū)、公司的樓頂較為普遍。該類型屋頂農(nóng)場(chǎng)由居委會(huì)或物業(yè)進(jìn)行代種植及后期管理，社區(qū)居民或公司員工也可參與種植與管理，農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)出按個(gè)人投入進(jìn)行分配。休閑型屋頂農(nóng)場(chǎng)能增強(qiáng)居住區(qū)居民或公司員工之間的溝通和互動(dòng)，也增加了城市人群接觸自然的機(jī)會(huì)，打破了現(xiàn)代城市生活的冷漠與單調(diào)，有助于促進(jìn)人們的溝通和交流 ，同時(shí)能為城市居民與公司員工提供舒適優(yōu)美的生活、工作環(huán)境。

2.2.2科普型農(nóng)場(chǎng)。

科普型屋頂農(nóng)場(chǎng)多出現(xiàn)在校園和科研型院所建筑的屋頂，這類建筑多為多層建筑，建筑較為集中，且屋頂面積相對(duì)較大，適合開展屋頂種植。此外，還可根據(jù)實(shí)際條件將屋頂農(nóng)場(chǎng)建設(shè)成不同用途的休閑、科研場(chǎng)所。中小學(xué)校園屋頂農(nóng)場(chǎng)可以舉辦各類科普活動(dòng)，同時(shí)也可以作為學(xué)生課外休閑娛樂(lè)場(chǎng)地，讓城市的孩子近距離地接觸農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，改變他們對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)認(rèn)識(shí)不足的現(xiàn)狀。大學(xué)及科研院所的屋頂可以開發(fā)出一整套科研試驗(yàn)場(chǎng)地，合理解決試驗(yàn)場(chǎng)地限制的同時(shí)達(dá)到了科學(xué)研究的目的，同時(shí)節(jié)約了校園內(nèi)土地資源。

3屋頂農(nóng)場(chǎng)建設(shè)的必要性與可行性

3.1必要性

3.1.1生態(tài)效益。

3.1.1.1緩解熱島效應(yīng)。

城市熱島效應(yīng)是指由于城市建筑密度高、硬化面積大、綠化面積少等原因?qū)е碌某鞘兄行牡貛Э諝鉁囟让黠@高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象[11]。城市建成區(qū)大面積的硬化地面會(huì)散發(fā)大量熱氣，在近地面形成暖氣團(tuán)，由于較高的建筑密度，導(dǎo)致城市空氣流通受阻，近地暖氣團(tuán)難以擴(kuò)散，進(jìn)而形成對(duì)人體有巨大損害的霧霾天氣。此外，熱島效應(yīng)還會(huì)增加城市酷熱天氣出現(xiàn)的頻次，給城市人群的工作和生活帶來(lái)嚴(yán)重影響，高溫天氣的出現(xiàn)易使人中暑、脫水，甚至死亡[12]。屋頂農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)改變了屋頂樓面的物理性質(zhì)，減少了陽(yáng)光對(duì)面層的直射。同時(shí)由于作物的蒸騰作用和光合作用可以有效吸收輻射熱能，大大降低了屋頂?shù)馁A熱量，從而緩解了城市熱島效應(yīng)。

3.1.1.2降低噪聲污染。

城市噪聲主要來(lái)源為交通噪聲、工業(yè)噪聲、社會(huì)噪聲和施工噪聲。噪聲不僅降低了城市居民的生活環(huán)境質(zhì)量，還威脅了城市居民的身心健康，因此有必要采取相應(yīng)的措施來(lái)減弱和消除噪音。屋頂農(nóng)業(yè)中的農(nóng)作物可以通過(guò)枝葉吸收和阻隔噪音，據(jù)測(cè)算40 m寬的林帶可降低噪音10～15分貝[13]，因此在屋頂種植綠色植物是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的降噪方法。Steven等[14]研究發(fā)現(xiàn)，栽培基質(zhì)也具備一定的降噪效果，當(dāng)厚度為12 cm時(shí)，可降低約40分貝的噪音；當(dāng)厚度達(dá)到20 cm時(shí)，可降低46～50分貝的噪音。

3.1.1.3改善水環(huán)境。

近幾年，國(guó)內(nèi)各中大型城市雨季城市內(nèi)澇問(wèn)題頻現(xiàn)，合理解決這一問(wèn)題已刻不容緩。有多種方法可以做到截流城市降雨雨水，如修建蓄水池、地面鋪裝大孔混凝土、滲透性砌塊等。由表1可知，增加城市綠化面積是最有效的方法是雨水截流。由于城市建設(shè)用地緊張，沒(méi)有充足的土地可以用于城市綠化，屋頂農(nóng)業(yè)無(wú)疑將成為擴(kuò)大綠地面積最經(jīng)濟(jì)、最生態(tài)的方式。綠化面積的增大不僅可以改善城市生態(tài)和水環(huán)境，還在提升城市景觀方面具備非常積極的影響。

3.1.1.4提高空氣質(zhì)量。

由于城市人口密度較大、機(jī)動(dòng)車及工廠數(shù)量較多，城市空氣污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，尤為突出的是霧霾天氣的出現(xiàn)。嚴(yán)重的空氣污染不僅會(huì)對(duì)人們的呼吸道系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)產(chǎn)生危害，還會(huì)降低城市空氣的能見度，影響交通安全。城市屋頂空間的有效利用將增加城市的綠化面積，成為城市上層空間的“空氣凈化器”。屋頂農(nóng)業(yè)與地面綠化共同作用，可吸收空氣中的CO2等氣體、滯留可吸入顆粒物，增加空氣中的氧氣和負(fù)離子含量，提高空氣質(zhì)量，改善城市生活環(huán)境。

3.1.2經(jīng)濟(jì)效益。

屋頂農(nóng)業(yè)將形成一層保護(hù)層，可有效避免建筑物屋頂受到晝夜溫差、酸雨和紫外線等因素造成的不利影響。作物的栽培基質(zhì)可作為樓面附加的隔熱層，改善建筑室內(nèi)空間的熱環(huán)境，減少夏、冬兩季空調(diào)的使用，降低能耗，也節(jié)約了費(fèi)用支出。同時(shí)還可以吸收部分雨水，保護(hù)屋頂防水結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。屋頂綠化具有只投入、不產(chǎn)出的天然劣勢(shì)，而屋頂農(nóng)業(yè)在合理運(yùn)營(yíng)情況下，可以收回建設(shè)成本甚至產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)收益。因此，屋頂農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益更加明顯。

3.1.3社會(huì)效益。

隨著城市的高速建設(shè)，城市綠化用地與建設(shè)用地的矛盾日顯突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市建成區(qū)人均公園綠地面積約12.64 m2，其中多數(shù)城市的的綠化率不足30%[16]。在城市公共建筑中建設(shè)屋頂農(nóng)場(chǎng)可以增加城市綠化面積，緩解城市人均綠地面積不足的現(xiàn)狀，協(xié)調(diào)城市建筑物與城市綠化爭(zhēng)地的矛盾。城市建筑的屋頂多為裸露、光禿的混凝土，部分建筑物的屋頂還存在反射炫目光線的現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的光污染。研究表明，注視綠色有助于緩解視覺疲勞，提升工作效率和工作熱情[17]。此外，城市屋頂農(nóng)業(yè)還可作為生態(tài)景觀，豐富城市景觀層次，為城市居民提供一個(gè)接近農(nóng)耕文化、釋放工作壓力的自然場(chǎng)所。

3.2可行性

3.2.1具備相應(yīng)資源。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須具備以下3項(xiàng)資源：空間資源、水肥資源、勞動(dòng)力資源。都市農(nóng)業(yè)中最緊缺的是空間資源，將城市建設(shè)用地用于發(fā)展農(nóng)業(yè)明顯不符合經(jīng)濟(jì)學(xué)法則，但屋頂空間的有效利用可以合理解決這一困局。城市建筑屋頂面積占城市用地面積60%以上[4]，是一個(gè)存量巨大且尚未得到充分利用的空間資源，將建筑屋頂用于屋頂農(nóng)業(yè)開發(fā)可有效擴(kuò)大城市綠量，改善城市居民生活環(huán)境。

3.2.2存在實(shí)踐支持。

自20世紀(jì)60年代以來(lái)，屋頂農(nóng)業(yè)在西方發(fā)達(dá)國(guó)家得到了迅猛發(fā)展。目前美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家已經(jīng)在政府辦公樓、醫(yī)院和學(xué)校等城市公共建筑推廣屋頂農(nóng)業(yè)，并對(duì)從事屋頂農(nóng)業(yè)的機(jī)構(gòu)或團(tuán)體實(shí)行相應(yīng)的補(bǔ)貼制度[18]。日本實(shí)施的“屋頂農(nóng)場(chǎng)”計(jì)劃也極大地促進(jìn)了屋頂農(nóng)業(yè)的發(fā)展，京都農(nóng)業(yè)試驗(yàn)場(chǎng)為此已著手在都立醫(yī)院和政府會(huì)議樓等公共建筑的屋頂上開始花卉、果樹和蔬菜的栽培試驗(yàn)[1]。 作為發(fā)展中國(guó)家的古巴，其首都哈瓦那的都市農(nóng)業(yè)發(fā)展獨(dú)樹一幟。古巴政府在失去前蘇聯(lián)的食物供給的“特殊時(shí)期”進(jìn)行了一系列的自救措施，促使古巴的都市農(nóng)業(yè)得到了提前發(fā)展[19]。

3.2.3擁有市民認(rèn)可。

許多城市居民都有在自家的陽(yáng)臺(tái)種植花草的習(xí)慣，將其作為一種業(yè)余休閑活動(dòng)，同時(shí)也美化環(huán)境。發(fā)展屋頂農(nóng)業(yè)，不僅可以美化城市環(huán)境、豐富城市景觀層次，還可以促進(jìn)城市居民之間的交流，增進(jìn)鄰里之間的感情。屋頂農(nóng)業(yè)在提高居民生活質(zhì)量的同時(shí)可節(jié)約生活開支，社會(huì)認(rèn)可度高，非常受城市居民歡迎。

3.2.4符合發(fā)展趨勢(shì)。

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，農(nóng)業(yè)已不僅僅局限在農(nóng)村地區(qū)，越來(lái)越多的發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)嘗試將農(nóng)業(yè)引入城市，并出臺(tái)各種激勵(lì)政策來(lái)鼓勵(lì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在城市中的發(fā)展。近幾年，我國(guó)部分大型城市也做了相關(guān)的實(shí)踐，北京、上海、廣州、深圳等城市已經(jīng)出臺(tái)了相應(yīng)的施工技術(shù)規(guī)范，保證屋頂農(nóng)業(yè)在城市中健康有序發(fā)展。

4屋頂農(nóng)業(yè)存在的問(wèn)題

4.1缺乏技術(shù)保障

屋頂農(nóng)業(yè)的技術(shù)保障關(guān)系到屋頂農(nóng)業(yè)能否正常運(yùn)行，由于屋頂農(nóng)業(yè)與大田農(nóng)業(yè)存在很大差異，因此要求建設(shè)屋頂農(nóng)業(yè)的工程程序更加嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致。屋頂農(nóng)業(yè)建設(shè)在保證不破壞屋頂原有結(jié)構(gòu)層的前提下，應(yīng)該注意防水、排水和蓄水等問(wèn)題，優(yōu)化技術(shù)規(guī)程。此外，屋頂農(nóng)業(yè)中基質(zhì)的種植和作物品種的選擇也會(huì)存在較大差異，不合適的種植基質(zhì)會(huì)導(dǎo)致作物生長(zhǎng)不良，根系具有較強(qiáng)穿透力的作物可能會(huì)對(duì)屋頂結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，造成安全隱患[20]。

4.2建設(shè)費(fèi)用制約

屋頂農(nóng)業(yè)的成本包括初期建設(shè)成本及后期的管理、維護(hù)成本，由于現(xiàn)有技術(shù)的限制，屋頂農(nóng)業(yè)的建設(shè)費(fèi)用仍然相對(duì)較高。屋頂農(nóng)業(yè)想要真正落地實(shí)施，成本必須控制在更容易接受的范圍內(nèi)。降低初期建設(shè)成本，可以通過(guò)讓技術(shù)提供者充分競(jìng)爭(zhēng)，打破技術(shù)和市場(chǎng)壟斷來(lái)實(shí)現(xiàn)[21]。此外，還可以通過(guò)精細(xì)化管理和優(yōu)化技術(shù)方案來(lái)降低后期的管理、維護(hù)成本。

4.3缺乏政策支持

現(xiàn)階段政府尚未規(guī)定屋頂農(nóng)業(yè)的所有權(quán)問(wèn)題，也未將這項(xiàng)工作納入城市規(guī)劃、園林綠化等部門的工作程序中，在投資、審批、補(bǔ)償?shù)确矫孢€缺乏相應(yīng)的政策、法規(guī)，這對(duì)屋頂農(nóng)業(yè)的推廣起到了一定阻礙作用。相關(guān)政策、法規(guī)的制定將調(diào)動(dòng)開發(fā)商及業(yè)主的積極性，有利于屋頂農(nóng)業(yè)的建設(shè)及后期管理和維護(hù)。

5展望

屋頂農(nóng)業(yè)作為一種新型農(nóng)業(yè)模式，在生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面發(fā)揮著積極影響，并逐步在各大、中型城市中得到發(fā)展。這些實(shí)踐嘗試不僅改善了城市生態(tài)環(huán)境，還為城市居民提供了新的休閑場(chǎng)所，提高生活質(zhì)量。隨著技術(shù)水平的提升和相關(guān)政策、法規(guī)的出臺(tái)，屋頂農(nóng)業(yè)將會(huì)得到更進(jìn)一步發(fā)展，做到更加的平價(jià)、生態(tài)、環(huán)保。

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