城市屋頂空間與生產性景觀的整合設計研究①

何疏悅， 游嵐彬， 任軼昕， 王祝根

1.南京林業大學 風景園林學院， 南京 210037； 2.臺鷗集團， 上海 200030； 3.南京工業大學 藝術設計學院， 南京 211816

有關城市屋頂空間的生產性景觀， 亦被表述為“城市屋頂農業”或“屋頂可食景觀”等． 相關理論及術語可以追溯至社會學、 經濟學到城市規劃設計和環境心理學的學術領域[1-3]． 連貫式生產性城市景觀[4]、 合生設計[5]和食物敏感型規劃與城市設計[6]作為本研究直接的理論基礎， 回應了在不同文化背景中， 城市居民近似的親自然共識和有關食物的理想生活模型． 但是， 這些涌現于20世紀中后期西方學術界的理論體系， 與中國特有的一系列微妙復雜的城市政策及社會問題， 至今尚未能形成有效的合作方法[7]．

后疫情階段催化了城市社區對于綠色復蘇的理性需求． 新的城市設計策略中， 穩定的食物供應能夠幫助社區在應對疫情時更加具有彈性[8]． 本地生產系統以鑲嵌而非替換的方式植入城市的存量公共空間， 能夠將原本離散的、 閑置的資源轉化成提供多重服務的城市自然系統． 相關研究有望在不遠的未來被納入城市規劃的決策領域， 為實現更加健康、 安全和彈性的城市發揮重要作用[9]．

1 整合的可行性分析： 生產空間價值與社會交往價值

聯合國糧食與農業組織的統計數據顯示， 全球從事城市農業及相關產業的人口規模已達到8億人[10]． 作為一類綠色城市規劃要素， 城市屋頂生產性景觀培育的條件基于城市土地形式、 市民個體活動、 本地自然環境乃至城市的經濟發展趨勢． 尤其在大型城市， 屋頂空間天然擁有成為社區共享空間的潛在基因．

作為源于不同的規劃背景和經營視角的屋頂農場實驗項目， 紐約市的Brooklyn Grange(BG)項目創造了一類城市剩余空間價值增值的方案， 在兼顧利益相關方的切實需求之余， 激活高頻的城市社會交往行為， 形成兼有農業生產功能， 亦能夠滿足社交需求的社區自主空間． 將城市潛在的資源和需求并置轉化成生態、 交流、 城市公共管理及文化共享領域的機遇．

2 整合的實現路徑： 自發性組織至系統化成長

作為全世界最大的土壤基質屋頂農場， BG項目包含兩個屋頂農場： Flagship Farm(FSF)和Navy Yard Farm(NYF)(圖1和圖2)． 布魯克林區的FSF建成于2010年5月， 位于1919年的一棟7層建筑屋頂， 面積4 000 m2． 皇后區的NYF選址為1958年的一棟11層建筑屋頂， 面積6 100 m2， 于2012年6月建成． 建成十年以來， 項目從單一的屋頂種植逐步發展到集栽種、 采收、 加工、 社區活動和城市非盈利項目組織等多元城市屋頂開放空間， 年均為紐約市提供了約20 000 kg的新鮮蔬果[11]．

圖1 FSF建造前后

2.1 智慧城市的數據共享

大數據領域的研究儲備能夠對于城市空間規劃提供重要的技術支持． BG項目選址借鑒了美國哥倫比亞大學關于對紐約市存量建筑的屋頂農業潛力識別的研究數據． 該成果基于紐約市城市規劃部PLUTO建設所的GIS開放數據， 在確立了包括建筑屬性、 層數、 屋頂構造形態、 建造年限以及屋頂有效使用面積等參數條件后， 將限定區域范圍內的建筑屋頂從0～6分別給予適用性評分． FSF與NYF的建筑選址評測在該評價體系中均為最高得分， 即為非常適宜建設屋頂農業相關項目．

圖2 NYF建造前后

2.2 可持續收益推動可持續發展

FSF的啟動資金包括合伙人出資、 眾籌基金以及小額貸款， 啟動費用為50美元/m2， 共計約20萬美元． NYF由于增加了溫室、 養蜂和堆肥設備， 項目啟動費用達到了135美元/m2， 共計82萬美元， 其中包括紐約市政府的專項資助基金60萬美元[12]． 項目在首年虧損后于次年開始盈利． 隨著營收渠道的多樣化、 屋頂景觀規劃業務和社區活動承辦等經營性項目的開展， 至2016年， BG的年收益達到150萬美元， 其中， 種植作物銷售收益為40萬美元． 而2018年的總收益則升至260萬美元， 種植作物銷售收益僅50萬美元， 占比不足20%． 食物生產、 短鏈銷售、 商業合作和活動策劃的組合， 均是保障項目可持續的關鍵因素． 高密度城市屋頂種植食物的收益， 不僅在經濟作物自身價值， 集中式農業的生產、 加工、 運輸環節無法轉化的“過程價值”， 結合城市社區參與， 均有實現有形的資產價值及無形的社會資源轉換可能[13](圖3)．

圖3 FSF營收組成分析

2.3 城市可持續食物系統的重要組成部分

在OASIS展示的紐約市的城市食物系統(圖4)中， BG的項目詮釋了屋頂生產性景觀作為城市系統中的重點節點， 參與食物從生產、 運輸、 消費及廢棄回收的整個循環系統日常運行的方式． 該系統將食物這一要素視為貫穿城市物理空間和社會空間的重要媒介， 審視食物在城市里生產及消耗的全生命周期路徑及在此過程中與社會所產生的關聯， 為城市空間更新策略的評估提供多元化的參考指標， 如“糧食里程”及“本地食物消費率”等， 而本地食物體系模型也可以作為一類規劃指導依據引入城市發展建設框架的搭建中．

3 屋頂生產性景觀的規劃和管理： 多維度價值的動態平衡

3.1 季節性動態化的主體運營模式

在4月到11月的種植期里， BG的輪種作物約40余種， 農場在每周六都會向周圍社區開放現場銷售(圖5)． 農場作物的核心營收主要來自于合約制的餐廳及社區超市， 分布在農場周圍10 km范圍之內， 保障了采摘及送抵的時效性(圖6)． 此外， BG還加入了美國CSA(community supported agriculture)社區互助農業系統， 在收獲季為CSA會員提供每周的配送(圖7)． 農場的溫室生產則確保了即使在寒冷的非生產季仍然能夠維持一定的產出．

圖4 紐約市的城市食物系統

圖5 FSF周六集市(2018-08-18)

圖6 BG合作配送網絡網

3.2 生產鏈的功能要素重組

有限的空間要求城市屋頂農場必須審慎規劃生產鏈的每一個環節， 確保收益要素的多樣化． 由NGO組織Brooklyn Mompost為BG提供的專業堆肥系統， 生長季里周均出產約250 kg堆肥， 部分節約了農場有機肥的支出成本(圖8)． 而NYF作為紐約市內最大規模的自然式蜜蜂養殖基地， 擁有超過30個蜂箱(圖9)， 年均蜂蜜產量約550 kg[14]． 引入蜂箱的初衷是解決高空農作物低效率的自然授粉問題， 而隨著蜂箱和雞舍的陸續建成(圖10和圖11)， 農場開始嘗試通過種植蜜源植物及混合種植的方式引入更多的害蟲捕食者， 由此實現利用生物多樣性工具協調作物生產． 在增加傳粉媒介、 減少人工干預和化學制劑使用的同時， 蜂產品和雞蛋的銷售及與此相關的自然教育課程也逐步有序化實現． 雖然目前對于城市農業提高生物多樣性及其提升生態系統服務能力的能力缺乏量化模型的研究成果， 但蜜蜂和瓢蟲等生物的存在和豐和度的確在各國城市花園的實際應用中已被證實可以抑制部分城市害蟲的活躍度和存活量[15]． BG的未來改進計劃中還包含使用咖啡渣培育菌類， 多角度尋求場地內的技術解決方案來應對作物在生產加工各環節中健康及可持續問題．

圖7 CSA配送組合計劃 圖8 FSF的堆肥區 圖9 NYF養蜂基地

3.3 差異化生態效益的成因解析

在對于全覆蓋類型屋頂農場的各類分析研究中， 城市雨洪管理的重要組成部分以及城市生態系統的優化參與都是值得推廣的理論優勢． 但2018年由美國康奈爾大學發布的研究報告顯示： NYF對于降低紐約市地表徑流負荷的貢獻值趨近于零[16]． 在2016年的種植季期間， 由于復合結構層的土壤的蓄水能力過低(圖12)， 導致灌溉排放相較于沉積高出了11%． 高達96%的區域降水量被直接排放， 并未被作物有效利用． 而相同氣候條件下無需人工灌溉的綠色屋頂的排水量不到NYF的50%． 此外， 由于NYF用于灌溉的多是紐約市的飲用水， 而超過50%的農場灌溉用水未能被作物有效利用而直接進入市政的排水系統， 意味著BG的種植項目需要與城市居民競爭有限的飲用水資源[17]．

圖10 NYF移動雞舍 圖11 NYF蜂蜜養殖及采收 圖12 NYF屋頂種植層結構圖

在空氣質量評估領域， 2016年由美國哈佛大學及康奈爾大學發布的共同研究報告顯示， 由于FSF屋頂高于街道26 m， 所在高度擁有更為強烈的大氣湍流， 大氣中PM2.5的隨機峰值平均低于下方街道7%～33%[18]． 此外， 基于空氣中的污染沉淀物更少， 城市屋頂種植蔬菜比地面種植蔬菜的污染物含量和重金屬殘留更低． 但是， 由于建筑物屋頂的高程客觀決定了區域空氣污染已經比地面更低， 所以， 植被對于空氣環境質量改善的作用有限， 但是在屋頂農場開展城市戶外活動顯然具有比地面場所更好的環境空氣質量．

3.4 農業“生產過程”的價值轉換

生產季， BG在白天根據訂單合同進行采摘、 配送， 同時安排組織針對不同合作機構的參觀講解或開展培訓． 傍晚， 在農場開展各類戶外工作集體活動， 如瑜伽、 堆肥、 蜂類飼養等． 此外， BG還以工作坊形式為所在街區的居民提供了包括從織物印染到手作辣醬在內的各類課程， 不定期地舉辦有機食物種植講座， 承辦所在社區戶外電影放映、 婚宴慶典及“零廢棄”晚宴等各類創意公共活動項目(圖13-圖18)．

社區服務之外， BG與多個NGO組織保持著長期合作關系． 2011年成立的非營利教育組織City Grower在BG完成了超過1.7萬人次的青少年自然教育培訓． 在與政府互助的模式探索中， BG基于其農業屬性為紐約的難民及移民基金組織提供了一類社會問題的解決方法， 為城市里低收入的新移民以及暫居在城市避難所的人們開展基本的農業技能培訓． 作為營收可持續的城市綠色項目， 與BG達成固定合作關系的教育組織包括紐約大學在內共4個學校， BG與其進行食物種植領域的合作教學， 并且提供實習崗位以及全年的志愿者服務機會． 所有的社會合作以及農場日常的管理目前由15名全職員工和40余名兼職員工以及不定期前來的社區志愿者共同完成(圖18)．

圖16 夏季晚宴 圖17 農場婚禮現場 圖18 NYF城市農業項目夏季培訓課程

4 對后疫情時期中國存量城市空間再利用的啟示

與紐約類似， 人口及經濟的高聚集性同樣造就了我國一、 二線城市極高的土地價值． BG的項目基于存量城市空間， 利用鑲嵌式發展策略， 最大限度減少了由于爭奪稀缺資源而可能產生的惡意競爭． 當然， 自然敏感意識的塑造及場所衰退的改善絕非單一策略的結果， 社區需要明確自身亟待解決的困境與潛在價值需求間的關聯度． 在后疫情時期的城市， 此類綠色屋頂實驗項目能夠幫助城市在減緩自然基底衰退及區域發展公平領域的困境中探索出一類新的規劃解決模式[19]．

4.1 社會價值的綜合提升和多元化衍生效應的產生

疫情中社交方式及社交距離的變化使得此類景觀形態的社會價值影響力得以被重新評估． 相較于單純的量化指標(如面積、 生產效率等)， 屋頂生產性景觀能夠無障礙地面向社區所有年齡階層， 幫助城市居民在物理空間上更接近食物生產， 并由此將糧食作物的四季生長重新與日常生活關聯[20]， 對于培育一個健康安全的城市社區共同體更有裨益[21]．

包括即興的、 非正式的甚至游離于建設法規以外的場地在內的“農業空間”， 天然將城市的部分“社會責任”潛移默化塑造成了“公共環境”的一部分， 由此改善了犯罪率、 兒童健康等社會健康狀況[22]和公共衛生指標． 但是， 由于仍然存在如使用權糾紛及資源利用率低下等難以在短期內解決的困境， 自發性的屋頂生產性景觀往往在實質上擴大了社區間綠色空間的可達性和易達性的不均衡， 加劇了城市階層的分化而非彌合． 由此， 新項目規劃可以在政府公共事務管理部門的引導下， 著重于對低收入社區或綠地率較低的城市區間傾斜配置．

4.2 生態價值和經濟價值的平衡權宜

如果僅從收益能力評估， 屋頂生產性景觀能夠為城市帶來諸如局地生物多樣性增加、 微氣候調節等生態價值的短期經濟貢獻顯著偏低． 由于生態條件的約束傾向于限制生產力規模， 必然會導致盈利能力的降低， 而單純對經濟上有利可圖的偏好則更可能催生對于生態環境負面影響的舉措． 但是， 規劃策略的調整可以幫助提升其城市區域綜合效益的貢獻， 如降低城市健康食物的獲取成本、 地方經濟多樣化的增值、 有機廢棄物在地利用、 垃圾清理費用的降低以及改善與社會公義有關的城市經濟結構． 這些積極影響在后疫情經濟復蘇階段面對社會綜合就業率降低、 收入下降的情形下， 能夠改善城市低收入人群的食物獲得成本， 直接或間接為因疫情失去工作的人群提供就業機會， 尤其是受教育程度較低的社會群體．

生態價值和經濟價值在不同時期可以表現為不同形式的動態平衡[23]， 兩者的相關性可以藉由自我降低的生產成本、 推廣食物分類鏈、 食物主權和附加價值、 就業機遇和受益再分配模式共同形成． 但其中的不確定要素依然存在， 包括就業偏見及物業價值損耗等． 客觀上， 由于屋頂生產性景觀策略中包含城市稀缺的資源要素——土地和空間， 所以在變革涉及現有分配政策下的相關利益群體時， 仍然需要長期、 多方的權衡協調．

4.3 城市存量空間規劃治理的制度條件和發展策略

在有限空間的使用競爭中， 屋頂生產性景觀的發展會受制于城市建設及環境評價領域法規及政策條款， 包括對建筑物高度及屋頂使用面積的限制． 相關職能部門如果能夠重新評估限定指標[24]， 精簡審批流程， 通過標準化的在線許可獲取， 降低小規模項目的申請“軟成本”． 也可以在規劃建設領域提供技術和財政的支持， 推出包含綠色建筑指標、 綠地率及環境教育等在內的試點獎勵政策， 自上而下地提升城市存量空間的再利用率．

屋頂生產性景觀更趨向于一類可持續的中性社會要素， 其長期穩定的發展需要一系列能夠提供有效支持的法律框架(如有機食品認證、 地方性稅收補貼、 綠色屋頂建設規劃指標的設定等)[25]． 城市中， 宏觀舉措側重于土地使用政策而非個人意愿， 自下而上參與的力量固然重要， 實際卻鮮有機會在這一核心問題上以社區和個人力量改變城市土地政策方向． 正向的經濟可持續增長始終是政策變革的核心動力之一． 通過在有整體改造計劃的市政建筑上首先部署實驗項目以樹立典型， 切實展示政府對于可持續綠色空間發展的意愿， 進而推動城市公共衛生、 規劃建設領域的專業人士和其他部門協同工作， 實現被納入后續城市政策規劃的可行性框架．

5 結語和展望

本文論述了在現有城市基礎設施上， 一類能夠可持續發展的生產性景觀系統的規劃嵌入策略． 即以傳統農業生產要素為載體的一種景觀媒介， 參與城市化中后期進程中的各類規劃要素間的協作， 在有限的城市空間中， 實現生態、 社會、 經濟價值多維度的融合． BG的規劃類型和運營機制展示了此類策略在實踐層面的實現路徑——主動參與式的城市屋頂景觀生產系統．

在疫情反復的背景下， 該策略能夠有效在社區尺度提供區域健康改善及居民焦慮緩解的幫助． 在符合公共健康保障的前提下的開展有限的社交活動， 與其他城市公共綠地在社會服務功能上實現關聯， 為后疫情時期的城市全面復蘇提供物理空間的小微價值， 社會空間的無限價值支持．

受限于BG項目的個體屬性、 所在城市的政策傾斜及有限的發展周期， 研究案例并不具有足夠的概推性， 尤其是在中美雙方在城市公共政策及行政管理領域存在顯著差異的大背景下． 但研究的核心結論依然能夠指導生產性景觀系統參與未來城市中廢棄或未充分利用的存量空間的更新發展策略， 探索小微公共空間和食物生產系統的最優整合方法， 食物生產環境如何影響參與者的社會交往行為， 為針對東方文化背景下的中國城市， 實現兼有食物生產功能亦能促進社會交流的社區支持型公共空間的構想策略做出進一步的研討．

致謝：

感謝BG的無條件非商業用途授權使得本文能夠基于翔實的資料數據和場地實景記錄展開研究． 作者在現場調研中也多次得到農場員工和志愿者友好熱情的幫助， 對此表示由衷的感謝．