AQu @teach: 城市农业
Aqu @teach：商业室内城市农场的类型学
建筑综合农业 (BIA) 主要使用无土栽培技术，如水耕、水耕或空气运动。 BIA 的好处包括全年生产、提高产量、加强对食品安全和生物安保的控制、大幅度减少供水、杀虫剂、除草剂和肥料的投入，以及通过建立共生关系提高建筑能源效率之间的农场和它的主机建筑。 BIA 系统可以应用于建筑物包络（屋顶或外墙），以充分利用自然光线的可用性，也可以在室内人工光或独立建筑中使用（图 2），并且所有的增长参数都受到控制。 这被称为环境控制农业 (CEA)，它将园艺和工程技能结合起来，以优化作物生产、作物质量和生产效率。 屋顶温室 在多种现有的 BIA 形式中，屋顶温室耕作是最受欢迎的方式之一，因为屋顶代表着相当大的未利用城市面积，轻便的水耕温室并不需要对宿主建筑物进行任何重大的结构加固（[Benis &]（https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2211912417301207?token=6DAE54D6115B090A3B62299E941F9CE927791F053727CA0F237AAC750971F446506A464F1B4D126657F6E0AA85F31092) 费朗 2018)。 屋顶是在密集城市中种植植物的理想景观，因为它通常比以下地面更多地接触太阳能。 虽然水栽温室的产量高于露天土壤屋顶农场的产量，但可以种植的蔬菜种类较小，往往仅限于绿叶、微绿、草药、西红柿、黄瓜、茄子、辣椒和草莓（[Buehler & Junge 2016]（https://www.mdpi.com/2071-1050/8/11/1108))。 水培温室通常配备气候控制系统，例如风扇、加热器、蒸发冷却、热屏和可操作的窗户，以便调节室内空气并达到最佳温度、相对湿度和二氧化碳水平，无论外部条件如何。 它们是用天然气或电力加热的，并通过光伏（PV）板进行潜在的后备。 最先进的装置能够从建筑物的暖通空调系统中捕获废热，并可采用太阳能玻璃建造，太阳能玻璃收集特定波长用于发电，同时向温室传送和扩散其他波长（图 3）。 一些北美公司已经证明，全年可以在密集城市环境中未使用的屋顶上为城市居民生产大量粮食，而且可以负担得起的土地是一种罕见的商品。 卢法农场 于 2011 年在加拿大蒙特利尔的工业建筑上建造了世界上第一个商业屋顶温室。 2880 平方米的温 室 用于种植各种不同的蔬菜。 此后，他们又建立了两个，一个旨在最大限度地提高番茄产量（3995 平方米 2 ），另一个设计用于种植绿叶蔬菜（5853 平方米 2 ）。 他们的每个温室都装有 NFT 水培系统，其设计不仅要更大，更轻，更便宜，更高效。 在美国 Gotham Greens 在纽约市和芝加哥的 4 个设施中运营着 16,000 平方米的城市屋顶温室，同时还使用 NFT 水栽。 他们的旗舰温室于 2011 年在纽约市建成，是美国第一个商业规模的温室。 这座 1394 平方 米 的工厂每年生产超过 45,000 公斤的绿叶蔬菜。 设计和建造以可持续性为前沿，设施的电气需求由 60 kW 的现场太阳能光伏电池板抵消，高效设计功能包括 LED 照明、先进的玻璃窗、被动通风和热窗帘，都有助于减少电气和供暖需求。 屋顶集成进一步减少了能源使用，同时也可以隔离下面的建筑物。 高谭格林斯的第二个温室建于 2013 年，是第一个在超市顶部建造的商业规模温室。 它的面积超过 1858 平方 米 ，每年生产超过 90,000 公斤的绿叶蔬菜、草药和西红柿。 它们的第三个也是最大的纽约市温室跨度 5574 平方米，每年种植超过 500 万头绿叶。 芝加哥温室的面积超过 6968 平方 米 ，代表着世界上最大、生产力最高的屋顶农场，种植多达 1000 万头绿叶蔬菜和草药。
· Aqu@teachAqu @teach：商业室内城市农场的可持续发展
向城市人口提供当地种植的粮食被广泛认为是使用城市周边或偏远农村地区种植的粮食的传统供应链的一种更具资源效率的替代办法。 城市地区的室内无土种植被描述为一种特别可持续的解决办法，其方法是减少粮食里程、尽量减少土地使用和水消耗，以及提高产量。 然而，为了确保作物的最佳生长条件，控制环境的农场都依靠人工控制光、温度、湿度和水循环，因此，根据当地的气候条件和宿主大楼的具体特点，可以是高度的能源密集型。 因此，应仔细权衡城市农场的碳排放量，与可能减少的排放量，例如从农村和城市周边农场运送粮食所产生的排放量。 城市农场在基础设施和运营成本方面的经济成本增加，在开展这种活动之前，也需要认真评估。 #环境可持续性 高产城市农业位于城市内部，因此更接近消费者，通常声称通过缩短交通距离（“食物里程”），比农村粮食生产更少的碳足迹。 然而，根据当地的气候条件和城市农场类型，受控环境中的作物生产也可能是高度能源密集的，这可能会大大加剧对环境的影响。 净碳足迹取决于农场经营能源使用造成的排放量，还取决于与现有供应链有关的避免排放量，包括供应农产品的农场的运营能源以及运输该产品所使用的能源。 欧洲非常不同的气候带的两个例子可以说明这一点。 当全球升温潜能值（GWP）涉及葡萄牙三个高科技城市农业方案的水、交通和运营能源时，这三个高科技城市农业场景是聚碳酸酯屋顶温室，一个建筑物顶层设有窗户和天窗的垂直农场，以及一个完全不透明的垂直农场自然光渗透到一栋建筑物底层 — 与目前西红柿供应链的全球升温潜能值进行比较，而假设的低科技无条件屋顶城市农场，顶层垂直农场和屋顶温室的整体环境表现最佳，与现有西红柿供应链相比，温室气体排放量减少了一半和三分之一 (贝尼斯 * 等人 * 2017)。 这些调查结果证实了巴塞罗那屋顶温室生命周期评估的结果（桑耶-门格尔 * 等人 * 2013；桑耶-蒙古尔 * 等人 * 2015a)。 相比之下，Theurl * 等人 * 2013 发现，与从西班牙和意大利进口的西红柿供应链相比，奥地利加热温室生产的西红柿产生的温室气体排放量是两倍。 因此，必须铭记，虽然城市农业被称为可持续地缩短交通距离，但这种能源密集型设施可能并不适合每个地点，因为前者并不能一贯抵消后者。 然而，建筑综合农业的环境性能可以通过将农业做法（热、水、 二 氧化碳）的流动与宿主建筑物的流动相结合以及通过实施被动调节来优化系统的效率，从而有可能提高建筑综合农业的环境性能。方法，例如保温、自然通风、蒸发冷却以及使用高能效技术，如 LED 照明。 #经济可持续性 在评估城市环境下商业农场的经济可行性时，必须考虑到与传统农村农场相比较高的资本支出较高，而这些支出与其城市位置有着内在联系。 在迅速城市化的背景下，城市空间稀少而且非常令人垂涎，城市一般寻求满足的主要需求是住房，而不是粮食生产，而粮食生产则被推进更远离城市中心。 虽然屋顶一体化耕作系统必须与其他屋顶综合技术竞争，如太阳能光伏发电或太阳能热能，但室内系统与通常比农业更具经济吸引力的城市用途竞争，如住宅或商业功能。 如此激烈的城市地块和建筑竞争使房地产更加昂贵（贝尼斯 & 费朗 2018）。 在世界各地，城市地区的土地价格一般很高。 除了租金提高之外，高科技商业城市农业是一种资本密集型产业，因为它涉及根据当地市政条例和建筑法规对宿主建筑进行改造以供种植。 这一城市制约因素被认为是大规模实施《国际安全法》的主要障碍之一 (塞龙-帕尔马 *等人 * 2012)。 城市农场的成本效益将取决于其类型。 与温室相比，植物工厂只需要 10% 的土地面积，以获得相同的生产力/平方米，并且可以很容易地建造在任何废弃的建筑物。 虽然资本成本高 1 — 大约比温室成本高 15% — 年生菜生产率约为 3000 平方米/年，这是温室的 15 倍（约 200 个生菜头/平方米/年）。 因此，工厂每单位生产能力的初始成本或多或少与温室成本相同，尽管这一估计是粗略的，并且因多种因素而异（Kozai *等人 * 2016）。
· Aqu@teachAQu @teach：结论
与水平系统相比，垂直水生系统可能会增加每单位表面积可以生长的植物数量，但重要的是，它们也能提高产量。 从商业角度来看，某些类型的垂直系统中的梯度对作物价值的影响将取决于如何加工和销售作物。 例如，如果将生菜种植成单独的头，那么与传统的水平水生系统或垂直堆叠床系统相比，种植塔、生活墙和静态 A 框架系统的生产力不均匀，将是一个潜在的弱点。 然而，如果作物的目的是预先切割的沙拉袋，那么作物均匀性可能无关紧要，增加单位面积产量可能是一个显著的优势。 除了影响作物产量和质量之外，纵向和多层横向系统的收获效率也可能受到不利影响，因为这需要在不同的高度作业。 不同类型的垂直生长系统的成本也有很大差异，这取决于它们的复杂性和自动化程度。 因此，作物利用和可销售性，以及对这些种植系统的成本效益比的调查，将是决定垂直水生物是否能够提供传统水平系统的可行替代方案的最终标准。 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略合作伙伴关系（2017-2020 年），由格林威治大学牵头，与苏黎世应用科学大学（瑞士）、马德里技术大学（西班牙）、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心（斯洛文尼亚）合作 。 *
· Aqu@teachAQu @teach：城市农业经营模式
企业的成功运营有许多不同类型的模式。 商业模式是一个公司如何赚取利润的战略。 它确定了企业将销售的产品或服务、目标市场和预期费用。 发展中的新企业需要有一个商业模式，以吸引投资，帮助它招聘人才，激励管理层和员工。 成熟企业必须定期重新审查和更新其业务计划，以便预测未来的趋势和挑战。 瓦赫宁根大学的扬·威廉·范德斯尚斯确定了五种类型的城市农业商业模式 (范德斯尚斯](https://www.wur.nl/upload_mm/f/3/6/fb858e59-2190-46d9-8fe7-f293efd8c0a8_MFL_Business%20models%20urban%20agriculture.%20Juni%202015%20Small.pdf) 2015; 范德斯尚斯 * 等人 * 2014: 差异 差异化战略的基础是创造与传统供应链的区别。 城市农业企业可以通过将生产, 加工和分销掌握在自己手中 (纵向一体化) 来区分自己. 通过包括供应链的几个步骤，它可以获得更多的利润率，或者至少能够更好地控制产品的独特性质。 城市农业企业还可以在其产品方面与众不同，种植传家宝蔬菜和民族蔬菜等异常作物，以及较难长途运输的易腐品种，或者运输成本高的产品，以及强调季节性的农产品，而不是在超市全年供应。 多样化 多样化战略旨在提供除粮食生产之外的其他商品和服务。 城市农业企业可以提供一些以企业对消费者为导向的市场活动，如教育和社会护理，以及企业对企业的活动，例如通过城市绿色废物和堆肥生产能源。 城市农业倡议可以通过下放废物管理来发挥作用。 低成本 传统农业的低成本战略通常是为了扩大业务，以实现规模经济。 然而，这是一项商业发展战略，在城市环境中几乎没有或根本没有空间。 城市农业可通过利用目前未充分利用的城市资源实现低成本战略，例如空置土地、空置建筑物、城市有机废物、过量雨水和城市热废物。 利用志愿工作或部署弱势群体也是降低成本的一种形式。 纵向整合可以被认为是一种低成本的战略，从而削减了中间人的中间人。 回收公共资源 城市农业为公民提供了重新控制其粮食供应的机会，并意识到他们的食物来自何处。 它重新引入了主人翁的感觉，有时候公民通过众筹成为企业的共同所有者。 社区支持农业 (CSA) 计划，农民向成员提供一份产量，以换取固定订阅，成员有机会与种植者联系，他们的粮食种植的土地，以及在定期的社交活动中相互联系，这一计划越来越受欢迎。 这一份额可能随着生产变化的变化而变化，因此风险和回报是分担的，而认购通常是预先支付的，并且是相对长期的，从而为生产者提供可靠的收入。 体验 这一战略的基础是，通过提供难忘的体验，而不是提供基本商品和服务（体验经济）来增加更多的价值。 正是由于农场和目标受众之间的距离很短，城市农民能够提供独特的体验。 城市农业是一种独特的共生关系中农村和城市动态的体验，也是大都市景观的丰富。 从企业管理的角度来看，城市农业是非典型的：在企业管理中，公司的战略应以一种明确的收入模式为基础，这是一条黄金法则。 然而，对于城市农业而言，商业模式的混合可能是生存的良好基础：例如，利用志愿者（低成本）和社会关怀客户（多样化），使用 CSA 蔬菜盒方案（回收公共资源）种植、加工和分发独特产品（差异化），开放农场给付费游客 (体验) (范德斯尚斯 2015; 范德斯尚斯 * 等人 * 2014 年)。 一些城市农业的先驱（卢法农场， Gotham Greens）已经完善了他们的商业模式，以提高盈利能力，通过扩大屋顶温室实现规模经济，虽然 [天空蔬菜](http://www.skyvegetables.com/），如卢法农场和哥谭绿地在 2011 年开始生产，仍然在一个相对较小的（743 平方米 2 ）屋顶温室中运行。 规模经济对于室内垂直农场也很重要，因为伦敦 GrowUp 城市农场 (762 平方米) 的商业生产单位规模较小，被引用为关闭的原因。 然而，在规模的另一端，农场这里，其中 8361 m 2 的种植床被炒作为最大的室内农场在美国，当它在芝加哥开业于 2013 年，关闭了四年后，因为非常高的能源和劳动力成本使其无利可图（[Beytes 2017]https://www.
· Aqu@teachAQu @teach：城市农业简介
城市农业有多种形式。 从家庭、学校和社区花园到屋顶和室内农场，这些农场可以多种多样。 城市农业 (涉及城市地区的粮食生产) 和城市周边农业之间往往有根本的区别, 后者发生在城市边缘. 就后者而言，耕作主要由专业农民在经常已经用于耕作数十年的土地上进行。 城市农场是地方食品系统的一部分，在这种系统中，粮食在一个城市地区种植和生产，并销售给主要在该城市地区的消费者。 除了种植水果和蔬菜外，城市农业还可以包括畜牧业、养蜂业、水产养殖和非食品产品，如种子、种植幼苗和种植花卉。 它的特点可以是生产者与消费者的地理位置接近, 以及可持续的生产和销售做法. 城市农场可以采取各种形式，包括非营利花园和营利性企业。 他们可以提供工作、职业培训和健康教育，并通过提供本地种植的新鲜农产品，为社区提供更好的营养和健康做出贡献（麦克尔多尼 2017）。 本章重点介绍城市地区的商业食品生产，尤其是屋顶温室和其他类型的室内农场。 随着城镇人口和地表面积的持续增长，他们对运输和分配粮食的基础设施需求不断扩散，使粮食生产更远离城市消费者，产生了全球化的粮食系统，占全球 19-29%温室气体排放量 (维默伦 * 等人 * 2012 年)。 目前，向城市的粮食流动采用线性模式，导致能源消耗量高，产生废物和 二 氧化碳排放。 预计到 2050 年，全球三分之二以上的人口将生活在城市，一些专家对生物圈是否有能力为全人类生产足够的粮食持怀疑态度，因此，人们对当地生产促进可持续城市粮食系统的兴趣重新出现。决策者. 城市园艺在历史上一直促进向城市居民提供新鲜农产品，但最近，随着对环境和健康问题的认识日益提高，城市园艺在全球北部地区越来越受欢迎。 在过去几年里，商业农场在北方主要城市出现，促进了环境友好的当地食品的趋势，在建筑物顶部或建筑内部的高效设施中种植。 与传统的单向流动形成鲜明对照，城市农业还为城市新陈代谢资源的封闭循环提供了机会。 图 1 显示了城市农业在理想资源循环系统中的作用：红色箭头表示典型城市新陈代谢的单向流动，绿色箭头表示城市新陈代谢与城市农业生产的封闭循环，废物可转化为沼气, 地区和技术 (人造) 土壤, 这些土壤可用于进一步的农业生产, 所有这些都在城市内部. 本章后面将更详细地探讨这些想法。 ！ 图片-2 图 1：城市农业在理想资源循环系统中的作用（[Nohls *等人 * 2016] 之后（http://www.ideabooks.it/wp-content/uploads/2016/12/Urban-Agriculture-Europe.pdf）） ！ 图片-3 图 2：商业室内农场的类型 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略伙伴关系（2017-2020 年），由格林威治大学牵头，与苏黎世应用科学大学（瑞士）、马德里技术大学（西班牙）、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心（斯洛文尼亚）合作 。 *
· Aqu@teachAQu @teach: 立法和管治
一系列因素 — — 现有的城市布局、对使用城市空间的看法和态度以及普遍的政治气候 — — 都在具体城市一级发挥作用，以影响城市农业的发展。 在全球北部地区的大多数国家，城市分区计划中没有独立的城市农业类别，因为农业历来被城市规划者视为农村活动。 尽管欧洲联盟委员会保证成员国的农村发展方案可用于城市农业，但欧洲的城市农业似乎属于不同的政策领域。 对一些国家来说，农业性质可能不够充分，无法根据共同农业政策第一支柱获得支助（例如较传统农业）。 另一些国家认为，农村地区不足以获得上述农村发展方案的支助。 展望未来，城市农业面临的挑战是如何在 2020 年之后的下一个方案规划期间实现欧盟所有政策领域的必要整合（麦克尔多尼 2017）。 因此, 欧洲城市农业部门的特点是自下而上的倡议, 这些倡议是非正式的, 非制度化的. 虽然在一些国家，城市农业开始在体制一级得到承认，但仍然缺乏直接关注城市农业的公共政策。 城市农业一般被认为是地方政府的责任，但由于常常缺乏正式框架，地方政府一级的支助往往是非正式的和零散的。 例如，《伦敦计划》是大伦敦地区的空间发展战略，它只是指出，各区应在其发展计划中确定可用于商业粮食生产的潜在地点。 如果有一个适当的政策框架，各项倡议就可以更有根据和有保障。 将建筑综合农业纳入城市发展政策或城市规划框架计划将提高其对城市发展的重要性。 例如，修改分区规则 — — 允许某些类别的粮食种植活动，或采用正式的城市农业土地使用区 — — 承认城市农业是一项经济发展战略，便利获得土地，并消除来自其他政策领域的限制，都可以对城市农业的发展产生积极影响 ([预算 * 等人 * 2016))。 一些城市已采取初步措施修改地方法规，以促进城市农业。 巴黎采取了非常有条理和积极主动的做法，首先是对可能容纳城市农场的所有开发不足或空置的公共建筑进行审计。 2016 年，城市规划规则进行了修改，允许建造一个农业温室，超过 7 米的最高高度限制，巴黎市长发起了 巴黎文化 倡议，旨在覆盖 100 公顷的屋顶和墙壁到 2020 年，巴黎有绿色植物，其中三分之一将专门用于城市农业。 房地产的公共和私人所有者被要求提供适当的空间，用于这一举措，建筑师和设计师随后提交了针对具体场地的建议。 第一轮比赛的获奖者之一是 Green’elle 项目，该项目提出了城市第一个屋顶水上养殖场。 规划许可在 2018 年获得，当 3000 平方 米 的温室将拥有 30 吨水果和蔬菜和 3 吨鳟鱼的年产能。 这些产品将通过社区支助农业蔬菜盒计划出售给当地居民，并销售给市场、餐馆和批发商。 另一个赢家是 La Caverne，这是一个垂直农场，在地下停车场种植蘑菇、嫩草和微绿色。 HRVST 丹斯乐 地铁 是第二轮的获胜者之一。 这座 5000 平方米的垂直农场位于蒙索公园下方的废弃地下地铁转弯环，将种植用于高端餐厅的农产品。 第三轮比赛将于 2019 年进行。 巴黎市长发起的另一项倡议是 Reventir Paris， 呼吁开展创新的城市发展项目，以揭示巴黎地下空间的全部潜力。 虽然范围比巴黎教会倡议的范围更广，但团队被邀请提出同时建筑、经济、文化和社会的项目，第一轮的获奖者之一是 FLABFarm, a 450 m 2 昆虫微型农场和餐厅位于一个两层楼的地下室，将于 2021 年开放。
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