趙繼龍 劉長(zhǎng)安

1 研究背景

在當(dāng)前城市面臨的諸多難題中，城市養(yǎng)分代謝問題是一個(gè)日益嚴(yán)重，然而卻被長(zhǎng)期忽視的議題。養(yǎng)分（nutrient）通常指有機(jī)體從其周圍環(huán)境所獲取的支持有機(jī)體生長(zhǎng)和維持生命的物質(zhì)[1]。在生態(tài)問題的語(yǔ)境中，所謂養(yǎng)分主要是指培育農(nóng)作物所需的磷、氮、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，它通過自然代謝過程維系整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的正常有序運(yùn)行，并借由食物—農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，把自然生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)系統(tǒng)連為有機(jī)整體。

和能量循環(huán)、水循環(huán)一樣，養(yǎng)分循環(huán)一直是城市生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的重要組成部分。在前工業(yè)社會(huì)的城市中，人和動(dòng)物的排泄物通常加以回收利用，“以糞養(yǎng)農(nóng)”，向城區(qū)周圍的農(nóng)田中補(bǔ)充富含養(yǎng)分的城肥，有助于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的循環(huán)補(bǔ)給。工業(yè)化城市摒棄了這一優(yōu)良傳統(tǒng)，完全依賴外界供應(yīng)的資源維持運(yùn)行，當(dāng)養(yǎng)分以食物的形式輸入城市，被居民消費(fèi)后轉(zhuǎn)變?yōu)槿梭w排泄物和有機(jī)垃圾，前者經(jīng)水稀釋變成污水匯流至污水處理廠進(jìn)行處理，后者則主要被運(yùn)往郊區(qū)進(jìn)行填埋或焚燒，導(dǎo)致養(yǎng)分的自然循環(huán)過程受到嚴(yán)重干擾，大量養(yǎng)分無法返還土壤。正如馬克思在《資本論》中指出的：資本主義生產(chǎn)（工業(yè)化生產(chǎn)）“破壞著人和土地之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)換，使人類以衣食等形式消費(fèi)掉的土地組成部分無法回歸土壤，進(jìn)而破壞土地具有持久肥力的永恒自然條件[2]”。這帶來兩方面的嚴(yán)重后果：一是造成地表水污染、垃圾堆積并危及人類健康衛(wèi)生；二是農(nóng)田肥力下降，必須大量開采礦產(chǎn)和消耗能源提煉養(yǎng)分（化肥）以補(bǔ)充地力，造成嚴(yán)重的養(yǎng)分危機(jī)。隨著城市人口的增多，城市養(yǎng)分的單向流動(dòng)和線性代謝愈發(fā)成為破壞養(yǎng)分循環(huán)、繼而造成養(yǎng)分短缺和環(huán)境惡化的主導(dǎo)因素。以磷為例，由于大量開采和無節(jié)制使用，世界上的磷礦資源估計(jì)50~100年即消耗殆盡[3]，沒有磷，地球生命系統(tǒng)將無以為繼。因此，郝曉地認(rèn)為，目前人類面臨的養(yǎng)分危機(jī)遠(yuǎn)比能源危機(jī)和水危機(jī)更為嚴(yán)峻，亟需優(yōu)先解決[4]。在這樣的背景下，閉合城市養(yǎng)分循環(huán)遂成為生態(tài)人居環(huán)境建設(shè)領(lǐng)域的一個(gè)重要話題，國(guó)內(nèi)外展開了豐富的理論研究和實(shí)踐探索。

2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

2.1 養(yǎng)分循環(huán)對(duì)生態(tài)城市的作用機(jī)制研究

養(yǎng)分循環(huán)作為一個(gè)土壤學(xué)原理，較早出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)—食物系統(tǒng)的研究中，目前其狀態(tài)與很多環(huán)境污染問題的密切相關(guān)性已得到公認(rèn)[5]，并成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一[6]。隨著近年來農(nóng)業(yè)—食物系統(tǒng)進(jìn)入城市領(lǐng)域引發(fā)新的理論思考，以及養(yǎng)分循環(huán)失衡達(dá)到危及地球生態(tài)安全的程度，城市養(yǎng)分問題從早期有機(jī)垃圾和污水被動(dòng)處置等傳統(tǒng)的片面話題，逐漸升級(jí)和深化為城市養(yǎng)分循環(huán)這一全過程視角的系統(tǒng)命題，并進(jìn)一步納入生態(tài)城市、韌性城市及城市代謝等系統(tǒng)理論中加以論證。1960年代，沃爾曼（Wolman）提出了城市代謝的概念，希望從類似有機(jī)體新陳代謝的視角認(rèn)識(shí)城市系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律[7]。布倫納（Brunner）把城市生態(tài)系統(tǒng)中的水、養(yǎng)分、能量和材料等4個(gè)活躍質(zhì)料確定為評(píng)價(jià)城市代謝的年度指標(biāo)[8]。查普曼（Chapman）等認(rèn)為，通過水、養(yǎng)分等資源的再利用和再循環(huán)實(shí)現(xiàn)生態(tài)效率，是韌性城市的七個(gè)關(guān)鍵要素之一[9]。

多維度的深刻剖析則發(fā)源于馬克思的代謝斷層（Metabolic Rift）理論。馬克思將“代謝斷層”的概念建立在批判資本主義工業(yè)化農(nóng)業(yè)和繼承李比希（Liebig）及摩萊肖特（Moleschott）思想的基礎(chǔ)之上，揭示出養(yǎng)分代謝過程與當(dāng)代環(huán)境問題的深層次、多維度的關(guān)聯(lián)[10]。馬克思把代謝定義為“自然和社會(huì)之間通過勞動(dòng)而進(jìn)行的實(shí)際的新陳代謝相互作用”，而“代謝斷層”則表示在相互依賴的社會(huì)代謝過程中存在無法消除的斷層，致使土地再生產(chǎn)的必需條件被打斷，從而破壞了代謝循環(huán)[11]。西方當(dāng)代學(xué)者對(duì)馬克思的言論進(jìn)行了整理和發(fā)展，福斯特（Foster）等許多當(dāng)代環(huán)境社會(huì)學(xué)家均用代謝斷層理論解釋資本主義農(nóng)業(yè)的養(yǎng)分循環(huán)變化[12]。麥克林托克（McClintock）進(jìn)一步將代謝斷層解析為三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的層面：反映自然生態(tài)問題的生態(tài)斷層、反映人類社會(huì)問題的社會(huì)斷層和反映二者間不良關(guān)系的個(gè)體斷層。顯然，破壞養(yǎng)分循環(huán)帶來的不僅僅是環(huán)境生態(tài)問題，還包含復(fù)雜社會(huì)過程的多維度代謝斷層，需要多措并舉地修補(bǔ)斷層。關(guān)于這一點(diǎn)，他以城市農(nóng)業(yè)為切入點(diǎn)展開了充分的理論論證，而重建城市養(yǎng)分循環(huán)是其中的深層機(jī)制[13]。

馬克思指出，工業(yè)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不僅破壞了養(yǎng)分循環(huán)，還通過全球貿(mào)易改變了養(yǎng)分代謝的尺度，向其他地理空間轉(zhuǎn)嫁了養(yǎng)分危機(jī)和生態(tài)危機(jī)。基于此，本著地區(qū)公平原則在本地范圍內(nèi)重建養(yǎng)分循環(huán)成為學(xué)者的共識(shí)。艾金斯（Ekins）強(qiáng)調(diào)多樣性、模塊化和“緊密反饋”作為韌性城市系統(tǒng)的三原則，緊密反饋即在地閉合資源循環(huán)[14]，貼切地反映了這種共識(shí)，但具體是城鄉(xiāng)大循環(huán)還是城市小循環(huán)，還存有分歧。19世紀(jì)英國(guó)學(xué)者查德威克（Chadwick）的主張可歸于城鄉(xiāng)循環(huán)一類，他認(rèn)為人類污水應(yīng)該以肥料形式返回農(nóng)村腹地，這不僅能夠清潔城市，而且還有助于在城鄉(xiāng)環(huán)境之間恢復(fù)有機(jī)平衡，并生產(chǎn)更多的食物供給城市，形成“蛇頭咬蛇尾”式的養(yǎng)分循環(huán)[15]；我國(guó)學(xué)者戴培昆等[16]、鄭躍華等[17]持同樣主張，提出重建城鄉(xiāng)之間的物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，通過城鄉(xiāng)互補(bǔ)共生和環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)的串聯(lián)來綜合解決水污染和土壤肥力等問題。樸門永續(xù)設(shè)計(jì)理論的創(chuàng)立者莫里森（Mollison）則主張更小尺度的循環(huán)，他將物質(zhì)循環(huán)列為永續(xù)設(shè)計(jì)的重要原則之一，力求將養(yǎng)分、水分等各類物質(zhì)保持在基地范圍內(nèi)，并使其形成循環(huán)，避免流失[18]。威列美克（Wielemaker）等主張?jiān)诔鞘袃?nèi)部構(gòu)建養(yǎng)分閉合循環(huán)，因?yàn)槌鞘杏芯蘖康馁Y源吞吐和類型多樣的功能模塊，有條件為資源循環(huán)代謝各環(huán)節(jié)提供適宜的共生匹配方案，從而依靠自身潛力就能做到消減外部資源輸入和廢物輸出[19]。在具體措施上，羅林（R?ling）等主張建立養(yǎng)分閉合回路，把有機(jī)物質(zhì)封閉起來進(jìn)行循環(huán)，就可以防止因其外泄污染而導(dǎo)致的環(huán)境與健康風(fēng)險(xiǎn)[20]，科德爾（Cordell）等進(jìn)一步明確提出需要優(yōu)化資源流動(dòng)的載體和路徑，變革相關(guān)城市市政基礎(chǔ)設(shè)施，把線性、開環(huán)的養(yǎng)分代謝通路重新閉合成循環(huán)流動(dòng)的回路，避免養(yǎng)分從農(nóng)業(yè)—食物系統(tǒng)中流失[21]。

2.2 城市養(yǎng)分循環(huán)的關(guān)鍵策略（城市農(nóng)業(yè)）研究

養(yǎng)分循環(huán)要求系統(tǒng)類似于由生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者等組成的完整生態(tài)鏈，城市有機(jī)廢物需要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行消納和處置，才能轉(zhuǎn)換為食物，完成一次循環(huán)。但現(xiàn)代城市自身缺乏農(nóng)業(yè)要素，很難依靠自身實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分循環(huán)，一些學(xué)者之所以主張建立城鄉(xiāng)之間養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng)，正是基于這個(gè)原因。僅就養(yǎng)分循環(huán)的物質(zhì)性需求這一單維度看，在城市及其農(nóng)村腹地之間建立循環(huán)系統(tǒng)的確是最佳選擇。但隨著近年來城市農(nóng)業(yè)理論的興起，相關(guān)學(xué)者、尤其是建成環(huán)境領(lǐng)域的學(xué)者，越來越傾向于把農(nóng)業(yè)納入城市中，將發(fā)展多功能的城市農(nóng)業(yè)作為關(guān)鍵策略來構(gòu)建城市內(nèi)部養(yǎng)分循環(huán)。

城市農(nóng)業(yè)（urban agriculture）是指在城市環(huán)境中開展的農(nóng)業(yè)種植和養(yǎng)殖活動(dòng)，我國(guó)學(xué)者對(duì)其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)、促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的作用等給予了充分的闡述[22-25]。消納城市有機(jī)廢棄物，在地閉合城市養(yǎng)分循環(huán)是城市農(nóng)業(yè)的核心生態(tài)價(jià)值[26]，早在1996年，聯(lián)合國(guó)即組織開展各國(guó)利用城市有機(jī)廢棄物進(jìn)行城市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)象的文獻(xiàn)研究和實(shí)地經(jīng)驗(yàn)收集[27]。里斯（Rees）認(rèn)為，將食物生產(chǎn)布局在城市內(nèi)或附近地區(qū)，有可能把養(yǎng)分循環(huán)靠近人類食物的生產(chǎn)和消費(fèi)，使之關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行整合，將家庭有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為養(yǎng)分的形式返回到附近的菜園和農(nóng)田[28]。米德摩爾（Midmore）等通過對(duì)亞洲城市蔬菜種植的廣泛調(diào)查，獲得了廢棄物農(nóng)業(yè)再利用能夠減少垃圾處置和長(zhǎng)期管理所需交通和土地成本的切實(shí)證據(jù)[29]。勞倫茲（Lorenz）總結(jié)了利用城市有機(jī)廢棄物改良城市農(nóng)業(yè)土壤的若干技術(shù)措施，并指出通過生物機(jī)制和廢物再利用，城市有機(jī)農(nóng)業(yè)可以把諸多效益關(guān)聯(lián)為一個(gè)整體，從而成為城市可持續(xù)發(fā)展的倍增器[30]。

隨著研究的深入，城市農(nóng)業(yè)參與城市廢物管理、閉合城市養(yǎng)分循環(huán)的理論闡述得到不斷深化和提升。2010年，第23期《城市農(nóng)業(yè)雜志》用20篇文獻(xiàn)集中報(bào)道了發(fā)展中國(guó)家發(fā)展城市農(nóng)業(yè)、改善城市養(yǎng)分循環(huán)的經(jīng)驗(yàn)[31]，其中德雷克塞爾（Drechsel）和埃爾尼（Erni）回顧了用物質(zhì)流分析方法（MFA）對(duì)庫(kù)瑪西城市農(nóng)業(yè)養(yǎng)分代謝的研究結(jié)果，并提出若干閉合循環(huán)的建議[32]。在最新的研究中，城市農(nóng)業(yè)被作為一種關(guān)鍵要素納入到城市代謝的理論架構(gòu)中，德阿納（Dehaene）等建立了一個(gè)以城市農(nóng)業(yè)為核心、以人類社會(huì)終極目標(biāo)為外緣、以相關(guān)代謝流為中環(huán)的圈層式概念模型，用于捕捉食物系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市空間、綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理、公共衛(wèi)生、教育、經(jīng)濟(jì)關(guān)系和公民權(quán)力之間復(fù)雜的多重聯(lián)系[33]。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）提出食物—能源—水關(guān)系（food-energy-water nexus，縮寫為FEW）的命題，希望把可持續(xù)發(fā)展中的“孤島”問題進(jìn)行跨行業(yè)整合研究；在此基礎(chǔ)上，拉馬斯瓦米（Ramaswami）等構(gòu)建了基于FEW的城市系統(tǒng)分析框架，認(rèn)為城市農(nóng)業(yè)對(duì)于改善城市養(yǎng)分循環(huán)和優(yōu)化FEW關(guān)系，進(jìn)而影響城市生態(tài)發(fā)展，具有巨大的潛在作用[34]。

2.3 城市養(yǎng)分循環(huán)的技術(shù)體系研究

有機(jī)廢物收集、處置轉(zhuǎn)化和農(nóng)業(yè)回用構(gòu)成城市養(yǎng)分循環(huán)的主要環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)的運(yùn)行都要求有一定技術(shù)和空間條件，并對(duì)參與人（群）產(chǎn)生影響，這一系列環(huán)節(jié)構(gòu)成空間、技術(shù)、社會(huì)三維互動(dòng)的復(fù)合系統(tǒng)。前兩個(gè)環(huán)節(jié)共同構(gòu)成所謂的“衛(wèi)生系統(tǒng)”，包括源分離廁所、垃圾分類等收集技術(shù)和沼氣、堆肥、生命機(jī)器（living machine）、膜生物反應(yīng)器（mbrs）等養(yǎng)分轉(zhuǎn)化技術(shù)；后一個(gè)環(huán)節(jié)則是城市農(nóng)業(yè)。麥克威爾（mcconville）總結(jié)了世界各地經(jīng)驗(yàn)，提出7個(gè)不同流程的衛(wèi)生系統(tǒng)[35]。馬吉德（magid）等對(duì)現(xiàn)有的14個(gè)城鄉(xiāng)養(yǎng)分循環(huán)的集成技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，認(rèn)為設(shè)計(jì)和建設(shè)生態(tài)廢物集成管理系統(tǒng)具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性[36]。埃爾默（elmer）等總結(jié)了建筑與場(chǎng)地尺度上養(yǎng)分循環(huán)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合歐洲若干生態(tài)住區(qū)案例提出以景觀為依托來支持養(yǎng)分循環(huán)的“第五基礎(chǔ)設(shè)施（fifth infrastructure）”概念[37]。

為養(yǎng)分代謝各環(huán)節(jié)建立有效的技術(shù)連接是重建養(yǎng)分循環(huán)的關(guān)鍵。當(dāng)前主要有以下典型做法：其一是北美發(fā)達(dá)國(guó)家的低密度社區(qū)，主要以家庭或社區(qū)為單位利用廚余圾垃、綠植廢物等有機(jī)固廢進(jìn)行堆肥并用于社區(qū)農(nóng)業(yè)來就地實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分循環(huán)，例如2009年紐約就有超過130個(gè)社區(qū)花園可通過堆肥系統(tǒng)回收利用各類廢棄物[38]。其二是北歐發(fā)達(dá)國(guó)家在其實(shí)驗(yàn)性高密度生態(tài)社區(qū)的建設(shè)實(shí)踐中，利用社區(qū)級(jí)新型市政設(shè)施收集處理各種有機(jī)廢棄物來支持社區(qū)養(yǎng)分的閉合循環(huán)，例如瑞典的哈默比生態(tài)社區(qū)采用封閉的地下真空管道系統(tǒng)進(jìn)行廢棄物分類和回收，回收率可達(dá)70%以上[37]。其三是欠發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的低收入城市社區(qū)，試圖通過建設(shè)生態(tài)廁所、垃圾堆肥或沼氣設(shè)施，同時(shí)發(fā)展社區(qū)農(nóng)業(yè)，來實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分高效回收和就地利用，如秘魯利馬的喬里約斯（Chorrillos）學(xué)校采用將糞、尿和洗浴用水分類收集、分別處理的衛(wèi)生系統(tǒng)，并就地用于校園農(nóng)田中[39]。

2.4 考慮養(yǎng)分循環(huán)的生態(tài)城市規(guī)劃建設(shè)探索

近年來將養(yǎng)分循環(huán)作為重要原則納入規(guī)劃建設(shè)框架的生態(tài)城市或生態(tài)街區(qū)的案例逐漸增多。瑞典哈默比濱海新城、馬爾默新城及皇家海港新城以及我國(guó)天津中新生態(tài)城等生態(tài)城市案例，均不同程度地考慮并實(shí)施了構(gòu)建資源循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)想，通過源分離廁所和嚴(yán)格的垃圾分類收集，最大程度地實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)分回收，但其較少發(fā)展城市農(nóng)業(yè)，主要還是在周邊鄉(xiāng)村地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)回用。另外一部分建成案例把在地養(yǎng)分循環(huán)作為重點(diǎn)，構(gòu)建了相對(duì)完整的循環(huán)系統(tǒng)。澳大利亞查爾斯特大學(xué)的特古納（Thurgoona）校園中的建筑物全部設(shè)置無水堆肥廁所，以便實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分回收和再利用[40]。溫哥華東南福溪社區(qū)單獨(dú)收集可以堆肥的生活垃圾，運(yùn)送至城市堆肥場(chǎng)進(jìn)行堆肥，并用于社區(qū)中的城市農(nóng)業(yè)種植[41]。鄂爾多斯郝兆奎生態(tài)住區(qū)建成國(guó)際首例在城鎮(zhèn)多層住宅中使用的源分離廁所系統(tǒng)，將收集的人類排泄物堆肥后用于社區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)種植，為社區(qū)養(yǎng)分循環(huán)積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)[42]。

相關(guān)的規(guī)劃設(shè)計(jì)研究和提案則易于超脫具體的現(xiàn)實(shí)約束，從更理想的視角進(jìn)行了探索。在宏觀層面，我國(guó)學(xué)者張鳳榮等在分析北京養(yǎng)分平衡基礎(chǔ)上，提出構(gòu)建更具代謝效率和生態(tài)穩(wěn)定性的“分散集團(tuán)式”和多中心城市結(jié)構(gòu)，以增加城市建成區(qū)與周圍農(nóng)田間交換邊界的長(zhǎng)度和復(fù)雜程度，為有機(jī)廢棄物充分還田和養(yǎng)分循環(huán)利用提供空間支持[43]；美國(guó)建筑師斯蒂納（Sterner）等持相同觀點(diǎn)，認(rèn)為瑞吉斯特（Richard Register）的分散模式和卡爾索爾普（Peter Calthorpe）的城市網(wǎng)絡(luò)及TOD模式均是有利于養(yǎng)分循環(huán)的城市空間結(jié)構(gòu)，他提出以厭氧反應(yīng)（沼氣）作為綠色城市的核心樞紐，并由厭氧發(fā)酵所需的合理碳氮比來規(guī)定城市綠量和農(nóng)業(yè)規(guī)模[44]。微觀層面的研究則更為豐富。荷蘭瓦赫寧根大學(xué)（WUR）在阿爾梅勒新城地區(qū)開展名為阿爾梅勒（Agromere）的可持續(xù)社區(qū)研究，關(guān)聯(lián)了城市農(nóng)業(yè)和社區(qū)垃圾、污水處理設(shè)施，進(jìn)而重組了社區(qū)的循環(huán)系統(tǒng)[45]；代爾夫特理工大學(xué)的提莫倫（Timmeren）與羅林（R?ling）提出可持續(xù)植入（sustainable implant）的前沿理論，以能源、食物與水等城市“關(guān)鍵流”（critical streams）為基礎(chǔ)，構(gòu)建了分布式代謝循環(huán)技術(shù)體系，組成創(chuàng)新的市政設(shè)施系統(tǒng)[46]。劉長(zhǎng)安等帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)開展將城市農(nóng)業(yè)融入校園社區(qū)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，并核算養(yǎng)分代謝平衡關(guān)系，為可持續(xù)社區(qū)設(shè)計(jì)探索了新的方法和路徑[47]。美國(guó)伊利諾伊工學(xué)院（IIT）教授戴維斯（Blake Davis）創(chuàng)新地把食物和能源生產(chǎn)融入到建筑空間中，在名為“植物（The Plant）”的項(xiàng)目中利用魚菜共生、作物種植、厭氧發(fā)酵等互補(bǔ)系統(tǒng)（complementary systems）增進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)，嘗試創(chuàng)造一個(gè)自給自足、零廢物輸出、融食物生產(chǎn)和教育功能于一體的建筑設(shè)施[48]。

3 研究簡(jiǎn)評(píng)與展望

養(yǎng)分是典型的受到錯(cuò)誤理解和錯(cuò)誤對(duì)待的寶貴資源。正是現(xiàn)代社會(huì)的這種誤解和誤用，造成全球養(yǎng)分危機(jī)不斷加劇，除磷礦即將耗盡外，氮循環(huán)失衡也被科學(xué)家列為確保地球生態(tài)安全、如今已然突破的9個(gè)基本邊界之一。正如麥克威爾所言，考慮到養(yǎng)分代謝重要性，在制定任何尺度的城市空間規(guī)劃設(shè)計(jì)策略時(shí)，都需要綜合考量養(yǎng)分再利用問題[35]。事實(shí)上，國(guó)際學(xué)術(shù)界近年來對(duì)養(yǎng)分循環(huán)的重要生態(tài)意義及相關(guān)技術(shù)問題的關(guān)注和討論較為活躍，尤其是低密度及低收入社區(qū)的分散式養(yǎng)分回收和就地再利用技術(shù)、城鄉(xiāng)養(yǎng)分循環(huán)等方面研究較為充分并形成基本共識(shí)，很多技術(shù)已經(jīng)不同程度應(yīng)用成功到生態(tài)社區(qū)或建筑實(shí)踐中，養(yǎng)分循環(huán)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)、技術(shù)可行性、效益和風(fēng)險(xiǎn)等諸多方面的問題也得到了總結(jié)。城市農(nóng)業(yè)作為一種城市養(yǎng)分代謝循環(huán)的連接器和調(diào)節(jié)器，其多重功能也得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的充分論述并取得較多理論成果。我國(guó)在利用大型污水處理廠和堆肥場(chǎng)收集處理城市有機(jī)廢棄物，并將城肥回用于農(nóng)村地區(qū)方面也有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)。這些研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為今后此領(lǐng)域相關(guān)理論問題的深化和拓展奠定了基礎(chǔ)。

但國(guó)內(nèi)外對(duì)這個(gè)新興領(lǐng)域的研究尚有不足，這也是未來需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究之處。

第一、城市養(yǎng)分要素中，除氮、磷被普遍作為主要代謝質(zhì)料外，碳、水甚至資金等相關(guān)要素是否納入考量存在一定歧義，未來需要進(jìn)一步明確城市養(yǎng)分系統(tǒng)的構(gòu)成體系和層次結(jié)構(gòu)，以便進(jìn)一步規(guī)范研究?jī)?nèi)容和明確環(huán)境干預(yù)策略。

第二、養(yǎng)分與水、能量、材料等其它城市關(guān)鍵代謝流相比，具有社會(huì)影響深刻、空間需求復(fù)雜和環(huán)境關(guān)系敏感的特點(diǎn)，現(xiàn)有研究還停留在技術(shù)維度上某個(gè)環(huán)節(jié)的討論，缺少對(duì)城市養(yǎng)分循環(huán)全過程的關(guān)注和空間機(jī)制的研究，今后應(yīng)把城市養(yǎng)分循環(huán)視為空間、技術(shù)、社會(huì)的復(fù)合系統(tǒng)，進(jìn)一步加強(qiáng)多維度互動(dòng)機(jī)理的研究。

第三、對(duì)于在我國(guó)占主導(dǎo)地位的高密度城市社區(qū)類型，在地構(gòu)建養(yǎng)分“微循環(huán)”更具復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性，如何構(gòu)建適宜的技術(shù)系統(tǒng)，賦予養(yǎng)分代謝過程以與城市社區(qū)需求相匹配的環(huán)境品質(zhì)，“優(yōu)雅”地閉合養(yǎng)分循環(huán)，是眼前生態(tài)城區(qū)建設(shè)中所亟需納入的新要素和亟需解決的新課題。

第四、我國(guó)農(nóng)耕社會(huì)創(chuàng)建了完善的城鄉(xiāng)養(yǎng)分循環(huán)體系，千百年來為城市保持健康衛(wèi)生和農(nóng)田保持持久生產(chǎn)力提供了有效保障，遠(yuǎn)比現(xiàn)代技術(shù)系統(tǒng)高明得多，尼爾森（Nelson）感言道，“中國(guó)可能遲早會(huì)發(fā)現(xiàn)，它所長(zhǎng)久依賴的體系才是最有效和最經(jīng)濟(jì)的選擇[49]”；未來研究中，我國(guó)學(xué)者須研究如何回歸傳統(tǒng)生態(tài)智慧，把養(yǎng)分循環(huán)的傳統(tǒng)體系改造提升為更具適應(yīng)性的新體系，為探索我國(guó)生態(tài)城市建設(shè)的本土化特色道路提供理論支持。