□馬立軍

（鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鶴壁 458030）

近年來，世界上大多數(shù)國家都開始關(guān)注城市農(nóng)業(yè)發(fā)展，重視城市中各個建筑屋頂空間的利用。一些城市開發(fā)了屋頂農(nóng)場，當(dāng)?shù)卣矠槌鞘形蓓斵r(nóng)業(yè)提供了減稅補(bǔ)貼。屋頂農(nóng)業(yè)的栽培技術(shù)、結(jié)構(gòu)材料以及管理養(yǎng)護(hù)方面已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。我國北京、上海、深圳等城市也相繼出臺了屋頂農(nóng)業(yè)施工技術(shù)規(guī)范，對屋頂農(nóng)業(yè)展開探索。我國當(dāng)前城鎮(zhèn)化水平已經(jīng)接近50%，城市壓力不斷增大，城市的環(huán)境問題、糧食問題、居民生活問題層出不窮。通過農(nóng)業(yè)城市聯(lián)合規(guī)劃的思想，能夠引導(dǎo)城市開展科學(xué)農(nóng)業(yè)活動，打造新型城市空間。通過校園生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈運(yùn)作，能夠?yàn)槌鞘修r(nóng)業(yè)發(fā)展提供理論與實(shí)踐支持。長期以來，校園屋頂空間屬于消極空間，未得到充分和有效的開發(fā)利用。將屋頂農(nóng)業(yè)引入校園，提高綠色生態(tài)效益，使閑置屋頂空間發(fā)揮積極作用，研究農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈運(yùn)作模式，為城市農(nóng)業(yè)發(fā)展提供經(jīng)驗(yàn)支持，從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

1 校園屋頂農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈開發(fā)的意義

從經(jīng)濟(jì)效益上來看，校園屋頂長期處于裸露狀態(tài)，遭受日曬雨淋。隨著建筑長年使用，紫外線加速防水層老化，導(dǎo)致建筑產(chǎn)生裂縫、損壞。在校園屋頂空間種植各類作物，可以延緩建筑損壞，避免建筑暴露在陽光下產(chǎn)生滲漏、老化等問題。屋頂農(nóng)業(yè)的各類作物可以吸收太陽輻射，整體降低建筑溫度，讓建筑內(nèi)部冬暖夏涼，減小溫差浮動，減少建筑的能耗，節(jié)約資源。農(nóng)業(yè)活動生產(chǎn)所得的各類綠色食品可以經(jīng)過簡單處理供給學(xué)校食堂，能夠在確保食品安全的前提下節(jié)約采購食品的資金?？梢允圪u多余的蔬果花卉等作物，打造校園綠色品牌。

從社會效益上來看，校園屋頂長期以來屬于閑置資源，甚至不被看作為資源，一直凌亂無管理，被當(dāng)作部分閑置雜物的擺放處。引入屋頂農(nóng)業(yè)后，閑置的屋頂資源被調(diào)動起來，灰色的屋頂變得郁郁蔥蔥，農(nóng)作物使校園綠化量大幅提高，提供了新的綠源，創(chuàng)新了校園景觀，提升了校園生活質(zhì)量，讓師生更親近自然。學(xué)生可以通過參與校園屋頂農(nóng)業(yè)項(xiàng)目提升知識和技術(shù)水平，提高動手能力，樹立可持續(xù)發(fā)展觀。在屋頂可以進(jìn)行各類科研和學(xué)習(xí)交流活動，是傳道授業(yè)的理想環(huán)境。

從生態(tài)效益來看，屋頂農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈中，作物和水能夠吸附PM2.5污染顆粒，減少空氣中的污染物和大氣飄塵，讓校園環(huán)境更加優(yōu)質(zhì)。校園屋頂農(nóng)業(yè)活動也能夠吸附建筑屋頂?shù)姆蹓m，增加空氣濕度，調(diào)節(jié)溫度，對于校園內(nèi)部的微氣候來講是非常有效的調(diào)節(jié)手段。校園屋頂農(nóng)業(yè)可以將部分雨水截留儲存，不需要用來灌溉的水分則逐步蒸發(fā)，不僅循環(huán)利用水資源，也減少了校內(nèi)路段積水問題，創(chuàng)造了健康的校園環(huán)境。

2 校園生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈設(shè)計途徑

2.1 校園屋頂種植栽培

在種植栽培區(qū)，可分為覆土栽培、容器栽培、廊架栽培、容器育苗區(qū)域。根據(jù)作物生長特性，在不同區(qū)域分類種植。覆土栽培區(qū)可以選擇生長期較長的作物；容器栽培選擇新鮮蔬菜，用廢舊輪胎等二次回收材料作為栽培容器，裝填保濕和滲水性較好的有機(jī)肥料；廊架栽培種植藤本作物。屋頂是相對獨(dú)立的環(huán)境，除草和病蟲防治容易控制，注意控制春季病害。盡量減少農(nóng)藥殘留，以人工防蟲劑、物理防蟲為主。容器育苗區(qū)可以培育植物的種子，種子發(fā)芽后，再移栽到其他區(qū)域，確保四季有生產(chǎn)、土壤養(yǎng)分均衡，避免某塊土壤大量消耗養(yǎng)分或者某類微量元素失衡而破壞閉循環(huán)鏈的平衡。

除了作物種植，也要引入小型畜類養(yǎng)殖、魚類養(yǎng)殖等，養(yǎng)殖用的水可以灌溉，畜類糞便可以經(jīng)過微生物處理作為作物的肥料，根據(jù)需求選用微生物發(fā)酵設(shè)備或者天然發(fā)酵堆肥法。將各類新技術(shù)引入屋頂農(nóng)業(yè)中，引入太陽能、水循環(huán)系統(tǒng)等新型能源管理設(shè)備，以智能技術(shù)管理屋頂農(nóng)業(yè)，提升閉循環(huán)鏈的技術(shù)水平和循環(huán)能力。

2.2 校園屋頂循環(huán)設(shè)備保留

校園屋頂開展生態(tài)農(nóng)業(yè)研究實(shí)踐需要安裝部分循環(huán)設(shè)備，原有的一些建筑設(shè)備如果不能移開，也要進(jìn)行保留維護(hù)。在屋頂原有設(shè)備的維護(hù)上，劃分單獨(dú)區(qū)域，用木格柵適當(dāng)隔離遮擋。格柵的立面旁種植藤本植物，藤本植物漸漸將所有設(shè)備掩蓋，不僅美觀，也減少了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的熱量、灰塵等污染。部分設(shè)備的熱量被利用，為需要保溫的作物和養(yǎng)殖動物提供熱能。在有采光井的屋頂上，用水生植物的培育池將人和采光井隔開，不僅不會遮擋采光井，從建筑內(nèi)部向外望，采光井位置更加賞心悅目。屋頂設(shè)備保留及循環(huán)設(shè)備保護(hù)以能源的循環(huán)利用為主要目的，同時也要注意不要影響屋頂其他設(shè)備的運(yùn)作，如有維修維護(hù)要求，能夠?qū)⒅苓呑魑镆崎_。

3 校園生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈運(yùn)作模式

校園生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈的運(yùn)作需要通過校內(nèi)多方參與、多方共同管理以及生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)來支持。在校園內(nèi)開展生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈研究及各類實(shí)踐活動，不僅需要教師和學(xué)生的積極參與，也需要學(xué)校給予足夠的支持。生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈的研究與實(shí)踐需要通過科研、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)、觀察、交流等多種活動來實(shí)現(xiàn)。在項(xiàng)目管理方面，校區(qū)設(shè)立以實(shí)驗(yàn)管理為主導(dǎo)、聯(lián)合校園多元人群共同管理的模式。在校的校領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)生、教師、社團(tuán)、志愿者等都要參與研究。在校園生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)方面，對校園屋頂空間加以改造，設(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)運(yùn)作模式，確保農(nóng)業(yè)活動形成以草養(yǎng)畜、以廢造肥、以肥還田的綠色農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈系統(tǒng)，并且讓農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、回收等多個環(huán)節(jié)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.1 校內(nèi)多方參與

校園生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈項(xiàng)目具有校內(nèi)多方參與的特點(diǎn)，項(xiàng)目充分利用校內(nèi)條件適宜的建筑屋頂為實(shí)踐基地，由校區(qū)多位教師指導(dǎo)項(xiàng)目開展，由學(xué)生、志愿者、社團(tuán)成員輪流組織維護(hù)并運(yùn)營。因項(xiàng)目未來要推廣到城市農(nóng)業(yè)發(fā)展模式中，要做好校企聯(lián)合，從企業(yè)中獲得技術(shù)支持，多個院系共同參與，共享資源。校園內(nèi)的建筑多為多層建筑，屋頂面積大且平坦，建筑較為集中。利用建筑屋頂開展生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈研究工作，依托這一平臺也可以展開生態(tài)農(nóng)業(yè)相關(guān)的社會調(diào)研、新技術(shù)實(shí)驗(yàn)、參數(shù)設(shè)計、生態(tài)空間打造等多項(xiàng)教學(xué)研究活動。校園生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈研究讓院系專業(yè)間的教研合作更深入和穩(wěn)定，形成專業(yè)化的交叉學(xué)科研究梯隊，提供屋頂農(nóng)業(yè)建設(shè)、技術(shù)指導(dǎo)、運(yùn)營指導(dǎo)等社會服務(wù)，將教學(xué)、研究、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，形成科研反哺教研、實(shí)踐推動教學(xué)、教學(xué)促進(jìn)教研的創(chuàng)新機(jī)制，形成良好的屋頂農(nóng)業(yè)交流溝通及長效研究平臺。

3.2 多方共同管理

校園屋頂農(nóng)業(yè)項(xiàng)目需要由教師、學(xué)生、社團(tuán)、志愿者等共同維護(hù)運(yùn)營。不同院系師生以及不同的人員組織在維護(hù)運(yùn)營過程中起到的作用不同。農(nóng)業(yè)及生態(tài)相關(guān)專業(yè)的教師和學(xué)生在閉循環(huán)鏈研究方面提供專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)。為了校園屋頂農(nóng)業(yè)順利開展運(yùn)營，研究團(tuán)隊組建了專門的農(nóng)業(yè)研習(xí)學(xué)社，以社團(tuán)管理模式模擬城市農(nóng)業(yè)管理模式，接受企業(yè)在運(yùn)營管理方面的建議。招募有志于農(nóng)業(yè)發(fā)展的學(xué)生志愿者參與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理運(yùn)營工作，形成系統(tǒng)的管理模式、管理制度，充分發(fā)揮各個參與組織的積極性。

3.3 生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)物質(zhì)循環(huán)活動，大力發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，形成了以草養(yǎng)畜、以廢造肥、以肥養(yǎng)田的綠色循環(huán)模式。全面提升屋頂農(nóng)業(yè)的物質(zhì)循環(huán)效率，打造良好的生態(tài)環(huán)境。在屋頂種植，要考察屋頂環(huán)境，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，選定可進(jìn)行屋頂種植的作物。屋頂循環(huán)農(nóng)場可以種植蔬菜、花卉，搭配養(yǎng)殖部分小型魚類、家禽等?？煞胖锰柲茈姵匕澹瑸槲蓓斵r(nóng)場提供電力。收集作物產(chǎn)生的雜草秸稈等，一部分利用微生物發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行無害化處理和發(fā)酵，形成肥沃的土壤和肥料，而微生物發(fā)酵使用的設(shè)備以及保存農(nóng)產(chǎn)品的冰柜會產(chǎn)生廢物熱能量，這部分能量可以被利用，如用以養(yǎng)殖魚類。養(yǎng)魚產(chǎn)生的廢水經(jīng)過生物過濾器，既可以用來滋養(yǎng)灌溉土壤，也可滋養(yǎng)水培蔬菜。部分屋頂項(xiàng)目開發(fā)了智能屋頂，將屋頂墊高，種植根部較為發(fā)達(dá)的作物，將蓄水灌溉系統(tǒng)和智能系統(tǒng)連接起來，根據(jù)天氣預(yù)報來控制和計量蓄水灌溉量。在干燥少雨時節(jié)增加灌溉量，在強(qiáng)降雨到來時儲存水分，水分也可以進(jìn)入建筑的循環(huán)系統(tǒng)加以利用，或者將多余的水排入污水管道。

屋頂農(nóng)業(yè)涵蓋了農(nóng)業(yè)技術(shù)、生態(tài)循環(huán)技術(shù)、建筑技術(shù)等多個學(xué)科的內(nèi)容。我國的水培、氣霧培、物理農(nóng)業(yè)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植以及園林園藝技術(shù)不斷發(fā)展，確保屋頂農(nóng)業(yè)向著高技術(shù)的方向發(fā)展，作物產(chǎn)量和質(zhì)量也不斷提高。屋頂農(nóng)業(yè)采用的層狀結(jié)構(gòu)可以起到保障作物生長、排水、防水、蓄水、過濾、隔根作用。

為確保農(nóng)業(yè)活動的可持續(xù)性，作物產(chǎn)出后要進(jìn)行生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、推廣，回收利用部分秸稈、垃圾等，建立完整的閉循環(huán)系統(tǒng)。屋頂覆土栽培、水培容器種植、魚類、小型畜類，可以滿足多樣化農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖需求，滿足科研需求。將產(chǎn)品進(jìn)行初步清潔、消毒、保鮮處理，經(jīng)過環(huán)保包裝進(jìn)行售賣，打造校園綠色品牌。將收獲的蔬果花卉進(jìn)行分類，一部分售賣，一部分用來裝飾屋頂農(nóng)場參觀活動現(xiàn)場，師生可以將屋頂農(nóng)場作為自習(xí)或休閑娛樂的場地[1]。不斷升級屋頂農(nóng)業(yè)，形成生態(tài)閉循環(huán)鏈，提高數(shù)字化、智能化水平，強(qiáng)化太陽能、蓄水循環(huán)等綠色能源資源利用手段。我國已經(jīng)有一批企業(yè)專門從事屋頂農(nóng)業(yè)打造，將屋頂綠化發(fā)展為屋頂農(nóng)業(yè)，讓農(nóng)業(yè)技術(shù)、建筑技術(shù)、生態(tài)循環(huán)技術(shù)有機(jī)融合，形成城市農(nóng)業(yè)發(fā)展的重頭戲。

4 校園生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈支持城市農(nóng)業(yè)發(fā)展策略

4.1 城市屋頂農(nóng)業(yè)推廣建議

采用CSA 商業(yè)模式來進(jìn)行城市屋頂農(nóng)業(yè)推廣。CSA 就是community support agriculture，即社區(qū)支持的農(nóng)業(yè)活動。我國民眾越來越關(guān)注食品安全問題，人們對綠色生態(tài)產(chǎn)品的需求不斷增加。在校園中展開生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈研究與實(shí)踐，推廣到城市中，企業(yè)利用各類建筑的屋頂打造屋頂生態(tài)農(nóng)場，滿足居民對有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的需求，加強(qiáng)居民與農(nóng)場、農(nóng)產(chǎn)品、市場的聯(lián)系，可實(shí)現(xiàn)小型化、點(diǎn)對點(diǎn)營銷，減少運(yùn)輸、銷售推廣環(huán)節(jié)的成本。部分城市已開展此類活動，居委會和物業(yè)公司進(jìn)行招標(biāo)，符合要求的企業(yè)打造小范圍的屋頂農(nóng)業(yè)并開展運(yùn)營管理。根據(jù)小區(qū)居民的意愿打理農(nóng)場，共擔(dān)風(fēng)險，分享利潤，打造新型創(chuàng)新屋頂農(nóng)業(yè)模式[2]。

4.2 城市屋頂農(nóng)業(yè)發(fā)展模式

要想城市屋頂農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，必須提升屋頂農(nóng)業(yè)的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益，才能做到可持續(xù)、長期、穩(wěn)定延續(xù)生產(chǎn)。當(dāng)前單一的作物種植、養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不斷被壓縮，并且傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)存在資源利用率較低的問題，不利于在城市中開展。嘗試將屋頂農(nóng)業(yè)打造成為更多居民提供服務(wù)的平臺，帶來更大經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。例如校企合作、研究所與企業(yè)合作共同打造屋頂農(nóng)業(yè)工程，將院校研究所的各類先進(jìn)技術(shù)率先應(yīng)用在屋頂農(nóng)場中，提升農(nóng)場科技水平的同時，也為技術(shù)的大規(guī)模投產(chǎn)提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持；由藝術(shù)設(shè)計、園藝設(shè)計、娛樂活動等組織介入，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與美學(xué)生活聯(lián)系起來，形成“屋頂農(nóng)業(yè)+藝術(shù)鑒賞”“屋頂農(nóng)業(yè)+娛樂”“屋頂農(nóng)業(yè)+休閑餐飲”等一系列經(jīng)營模式。屋頂農(nóng)業(yè)和各類藝術(shù)展覽、餐廳、集市、小型演出、健身會館等結(jié)合，吸引城市居民前來參觀體驗(yàn)，為屋頂農(nóng)業(yè)帶來附加經(jīng)濟(jì)效益[3]。

4.3 城市屋頂農(nóng)業(yè)政策保障

參考國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國實(shí)際，在城市農(nóng)業(yè)發(fā)展方面，政策支持和法律法規(guī)的指引必不可少。首先，對城市屋頂農(nóng)業(yè)要加以激勵，設(shè)置約束政策。政府加大對城市屋頂農(nóng)業(yè)的補(bǔ)貼力度，增加相關(guān)推廣宣傳，出臺法律法規(guī)規(guī)范屋頂農(nóng)業(yè)發(fā)展[4]。對于屋頂農(nóng)業(yè)的生態(tài)環(huán)保效應(yīng)，應(yīng)加大宣傳推廣力度，配合當(dāng)前國家碳中和戰(zhàn)略思想，支持城市農(nóng)業(yè)發(fā)展，提高資源利用率。其次，在新建筑建設(shè)方面，政策和法規(guī)上規(guī)定開發(fā)商、建設(shè)單位對屋頂平臺進(jìn)行生態(tài)化打造，根據(jù)新型屋頂使用需求，做好承重、防水、排水等技術(shù)工作，為后期開展屋頂農(nóng)業(yè)活動提供支持。再次，在城市總體規(guī)劃中，將城市農(nóng)業(yè)發(fā)展納入其中，特別是高效利用現(xiàn)有資源的屋頂農(nóng)業(yè)事業(yè)，調(diào)動城市閑置資源，形成城市內(nèi)部生態(tài)循環(huán)，配備必要的保障設(shè)施，明確屋頂農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，以中長期為考量完善屋頂農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)施細(xì)則[5]。最后，對于城市不同的建筑群、建筑類型，采用不同的推廣發(fā)展戰(zhàn)略。鼓勵并引導(dǎo)住宅建筑開展屋頂農(nóng)業(yè)，公共建筑可進(jìn)行屋頂農(nóng)業(yè)休閑事業(yè)，商業(yè)建筑可以以獎代補(bǔ)，評選商業(yè)區(qū)域最美屋頂農(nóng)場、屋頂花園、屋頂休閑項(xiàng)目等，增強(qiáng)商業(yè)區(qū)的競爭力。

5 結(jié)束語

我國大學(xué)校園的生態(tài)農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈研究中，引入屋頂農(nóng)業(yè)高效利用空間，為生態(tài)農(nóng)業(yè)提供支持，同時打造豐富多彩的建筑空間。發(fā)展屋頂農(nóng)業(yè)，為城市農(nóng)業(yè)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)，獲得經(jīng)濟(jì)效益、社會效益，伴生生態(tài)效益，讓城市環(huán)境更加美好、更加宜居，城市資源利用率更高。在校園內(nèi)開展農(nóng)業(yè)閉循環(huán)鏈生態(tài)研究實(shí)踐活動，能夠提升學(xué)校的研究能力與影響力，為大學(xué)生態(tài)建設(shè)打造可持續(xù)發(fā)展模式，為城市生態(tài)建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)與借鑒。