多维视角下我国城市农场发展策略研究

一、城市农场的概念与类型

（一）城市农场的定义

城市农场是指在城市建成区或紧邻核心区，利用城市空间（如屋顶、阳台、废弃厂房、城市绿地等）进行农业生产的场所。

（二）城市农场的主要类型

城市农场按照功能分类，主要有生产型、观光体验型、教育科普型及生态餐厅型等。

城市农场按照使用空间维度分类，主要有以下类型：

1. 屋顶农场：利用城市建筑屋顶进行农业生产。全国已投运的屋顶农场项目约320 个，总面积约200 万平方米，呈“三年翻一番”速度。

2. 垂直农场：采用多层立体种植方式，利用温室、LED 照明、环控系统等技术，实现高效生产，可以与商业建筑办公建筑及工业厂房等结合，或城市高架桥下空间、铁路公路沿线闲置空地、将废弃地下停车场、防空洞、地铁附属空间等进行改造。

3. 社区农场：把菜园搬进住宅区，由社区居民共同参与，具有促进社区融合、提供教育及劳动体验等作用。

4. 阳台农业：利用城市住宅阳台、屋顶露台等微小空间，采用无土栽培、立体种植等，进行蔬菜、香草、花果等种植。

（三）城市农场的主流技术

1. 可再生能源技术：据相关资料，城市农场耗电量为常规农业的 5-20 倍，如能就地消纳风光电，可将运行电费降低 30%-60%, 。我国光伏市场价格已显著降低，加上相关政策支持，光伏发电在未来有可能成为解决城市农场能耗问题的关键。风电方面，小型化分散式的风机正在逐步落地，低成本运营需要一定的发展时间。

2. 无土栽培技术：主要为营养液和气雾培，我国的无土栽培规模位于全球前列，但技术不处于领先地位。无土栽培能够节水 70%-90% ，提升肥料利用率达到 90% 以上，减少病虫害，可连续生产相比于土壤栽培产量可达2-3 倍。

3. 人工光与光配方：可针对作物种类、生长阶段甚至风味需求，精确给出“光谱、光强、光周期”三维处方，配合“蓝光 - 红光 - 远红光”动态配方，显著缩短生长周期。现可通过AI 技术做到实时调光。

4. 智能环境控制：通过传感器实现温湿度、 CO₂ 浓度、EC、pH、病虫害视觉识别，数据实时上云。基于数字孪生模型自动调节通风、补光、施肥，大大减少人工劳动并提升耕作精确度。手机小程序远程一键控制，支持“无人值守”模式。

5. 自动化装备：种植及物流自动化，用机器人代替高强度劳动，比如视觉加力控机械臂，单臂可以 6 秒种一棵生菜基本零误差。用无人运输车在室内立体穿梭，效率为人工的数倍。

6. 资源循环技术： 可以将屋顶雨水、建筑空调废热、厨余垃圾或植物残渣介入农场内部循环，进行资源回收再利用。

二、国内外城市农场发展经验

（一）国内城市农场发展经验

城市农场于上世纪 90 年代在我国兴起，主要在北京、上海等大城市试点屋顶花园和阳台种植等形式。随着一些先进技术不断集成，城市农场进入十余年的快速发展期，但因其初始建设及后续运营成本偏高，导致很多项目难以盈利。2023 年 6 月，国家多部委联合印发现代农业设施建设规划，对都市设施农业及植物工厂进行了具体布局，并给与了电价优惠的具体通知，协调各部门对垂直农业发展提供无息低息贷款及研发经费。

我国城市农场的主要盈利模式为：售卖高附加值农作物种植；农产品深加工提升溢价空间；出售光配方、营养液或环境控制等种植技术；研发自动化设备出售；出售农耕体验或科普课程门票；提供餐饮零售服务；参与碳交易市场；申请绿色贷款；提供科研成果出售研究数据等等。

（二）国外城市农场发展经验

20 世纪 70 年代美国纽约出现社区花园，90 年代美国哥伦比亚大学教授提出垂直农场理论，主张在城市高层建筑中全年种植作物来解决粮食运输和耕地减少的问题，都市农业也逐渐被纳入很多欧美城市的规划中。21 世纪初，随着水培法、气培法技术进步和 LED 照明效率的提升，城市农场在全世界范围内开始推广与发展。

美国城市农场的商业可行性取决于对本地食品的需求、市场渠道和收入来源等因素。城市农场通过直接销售、农贸市场、CSA 等方式，实现了农产品的本地化销售。但近年来，行业多家头部企业破产关闭运营，很多城市农场直接与商超合作简化供应链，也有农场通过技术攻关来降低用水用电成本。

（三）我国城市农场的问题与挑战

1. 技术与资金挑战

城市农场能够节省传统农业的物流和仓储成本，但其具有土地或场地成本较高、技术密度高、劳动力投入较少、产品定位高等特征，两者应该优势互补，共同为解决城市问题发挥作用。但目前城市农场的技术集成度不高，尤其是在智能化、自动化方面有待提高，需要市场盈利不断反哺技术研发来逐渐降低成本。此外，垂直农场技术成本较高，理论上可以种植各种农作物，但经营者大多选择生长速度快且含水率大的叶菜类经济作物，限制了其大规模推广，并且垂直农场能耗过高，利用可再生能源产生的电力无法覆盖大部分能耗，这就让农场很难不依赖市政电网。屋顶农场方面，据相关数据我国现有城市屋顶总面积 7.3 亿平方米，大部分处于闲置状态。但在新建建筑中，可上人屋面占比不足 20% ，主要集中在商业、办公及高端住宅，这就造成对既有建筑屋面进行改造时增加的荷载、栏杆及防水的二次投资。

2. 市场挑战

城市农场的运营模式与市场对接困难，补贴依赖不可持续，产成品价格竞争力不足，普通家庭对生鲜价格敏感度较高，追求性价比。并且受空间限制，都市农场以叶菜、香料为主，无法提供水果、谷物等多元选择，难以满足家庭全品类需求。

三、城市农场发展策略

（一）政策引导

主管部门应制定持续连贯的城市农场鼓励政策，包括土地使用、用电及设备补贴、研发补贴、税收优惠等，为城市农场的发展提供政策保障。

（二）技术创新

政策支持只能暂时缓解运营商的压力，行业问题还是需要技术迭代降低成本来解决。有如下策略建议：

1. 深化物联网与大数据应用，建立智能决策中枢，传感器实时监测作物成长环境，AI 算法动态调整养分及光照供给，实现精准管理资源合理配置，最大限度节约能源消耗；

2. 研发采用智能机器，构建立体物流系统，采用无人机、机械臂、智能机器人等农场管理，应用于施肥采收等环节；

3. 屋顶农场推进雨水利用和建筑废热回收，截留雨水进行净化处理，分级储存并按需灌溉，利用顶层空调废热为冬季温室供暖。深度利用能源资源循环，突破高能耗瓶颈。

（三）多渠道融资

鼓励社会资本参与城市农场的建设和运营，探索多元化的融资渠道，如PPP 模式、绿色债券等，并逐步降低个人投资门槛，缓解城市农场的资金压力。

（四）多业态运营

高端农场可采用会员制圈养用户，增加场地设计娱乐元素，增加参观体验点，提升吸引力关注度。提升农产品附加值，促进高端消费，选利润率高的作物，探索药用价值作物种植，或与高端餐厅合作，提供高端食材定制。与政府部门探索，在城市应急补给（疫情、灾难、极端天气）或紧急污染（化学泄露）情况下隔离区种植方面达成合作协议，按照为城市居民提供应急作物的规模需求来建设运营。

结论

城市理应与自然共生，城市农场作为一种新型的农业生产方式，在未来发展中能够解决粮食安全问题，缓解城市环境问题，提高城市食品自给率，具有显著的社会与环境效益。城市农场的发展仍面临技术、资金、政策等方面的挑战，很多问题需要在未来中逐步解决。

参考文献

[1] 城市家庭式垂直农业发展潜力研究 _ 周志伟

[2] 城市屋顶绿化中“屋顶农场”的设计与应用研究 _ 谢倩阳

[3] 可移动城市立体农场设计研究 _ 张任