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农业与城市：在城市环境中可持续规划新型农业的方法
Daniele La Rosa *，Luca Barbarossa，Riccardo Privitera，Francesco Martinico
卡塔尼亚大学土木工程与建筑系，Viale A. Doria 6,95125 Catania，Italy
摘 要
当代城市受到城市发展的威胁，降低了整体环境质量，破坏了自然和农业景观。由于这种分裂，在城市环境中出现的非城市化区域（NUAs）的数量正在急剧减少。这些地区包括耕地、废弃农田、草地、森林和灌木，这些地区通常位于城市周边城市的边缘。在NUAs中，农田和其他形式的城市和城郊农业提供所有三大类生态系统服务、供应、管理和文化服务。最近，新形式的都市农业（NFUA）因其富有前景的多功能性而越来越受到研究人员的关注。因此，将NFUA纳入城市环境将改善城市的可持续性，利用他们提供的多种福利和服务。
本文提出了一种从物理，生态和社会特征角度对NUAs进行表征的方法。根据基于GIS的多标准适用性模型，对不同标准和相关指标进行分析。所提出的模型检查NUAs向NFUA转换的适合性，从而增强其生态和社会功能以及可访问性和整体连接性。通过对使用指标值的敏感性分析，探索了NFUA空间配置的不同情景。该方法在意大利南部卡塔尼亚市进行了测试，这是一个以公共绿地和服务相关短缺为特征的城市环境。
关键词：可持续规划城市农业；适宜性建模；GIS；指标
1.背景介绍
几十年来，在许多欧洲国家，城市和经济增长的动态已经与人口发展分开（Kasanko等人，2006年尽管人口减少，但由于空间发展压力导致的城市扩张一直是令人印象深刻的土地和农业资源。在欧洲，至少2.8％的土地在1990年至2000年间经历了使用变化，包括城市地区的显着增加（欧洲共同体委员会，2006年）
当代城市经常受到城市发展的威胁，降低了整体环境质量，破坏了自然和农业景观。（Olson和Lyson，1999;Pauuml;l和McKenzie，2010）这在城市的边缘地区特别相关，城市的不受控制的发展往往以不连续的模式和随之而来的农田分割为特征。（Gallent和Shaw，2007）这些现象在地中海城市特别相关，地中海城市的土地利用过渡程度很高 - 城市增长带来的环境法规很差 - 产生的城市景观缺乏绿色区域和高生态分割的水平（EEA，2006）农业景观与城市之间的关系在特定的当代城郊景观中得到了反映，其中居民的低密度居住区与已经被城市化部分修改和减少的农田交织在一起。低密度定居点已广泛成为新都市区的主要地标（Munoz，2003）
由于这种分割，在城市环境中出现的非城市化区域（NUAs）的数量正在急剧减少。这些地区包括耕地，废弃农田，草原，森林和灌木，这些地区通常位于城市周边城市的边缘。它们含有大量的植被，通常代表大城市地区最后的自然遗迹（La Rosa和Privitera，2013年），提供重要的生态系统服务，如空气和水的净化，减少洪水和干旱，重新生成土壤肥力，极端温度的缓和和景观质量的提高（Bolund和Hunhammar，1999;Goacute;mez-baggethun和Barton，2013; La Rosa和Privitera，2013）作为农业和绿色基础设施的一部分，他们可以为经济，社会做出贡献 - 社区的生态，心理，文化和精神福利。（Hubacek和Kronenberg，2013; La Rosa和Privitera，2013）
在NUAs内，农田和其他形式的城市和城郊农业提供服务。农业提供所有三大类生态系统服务，供应，管理和文化服务（MEA，2005即使农业提供的最有形服务是食品，燃料和渔业，也提供了一些其他服务，如土壤维持生育率，传粉媒介，害虫，病原体和野生动物的调节，水质和供应，温室气体排放和碳固存（Swinton等，2007年农业景观提供的其他文化服务包括来自开放空间，农村的利益景观和与农村生活方式有关的文化遗产。
新型城市农业（NFUA）因其多功能性和后期生产态度而越来越受到研究人员的关注（Zasada，2011; Taylor Lovell，2010年城市农业实践被定义为“食物的种植，加工和分配”主要位于城市边缘的农田中的非食用植物和树木作物“（Zezza和Tasciotti，2010; Mougeot，2006）越来越多的证据表明，将NFUA纳入城市环境将极大地提高城市环境的可持续性城市，利用他们可以提供的多种福利和服务。
可以识别不同类型的NFUA。城市农场代表了农场和支持者社区之间相互承诺的伙伴关系，这些伙伴关系提供了食品生产和消费之间的直接联系（Van En，1995社区支持的农业也可以提供环境效益，因为环境友好的生产过程由于生产和消费的接近度，减少了“食物里程”（Bougherara等人，2009年分配花园可以提供其他重要的社会价值，包括积极参与儿童和退休等社会团体对花园的管理。非就业成年人（Rubino，2007年最后，农业公园，作为农林业系统）（Sturm，1998代表大型农田地区，生产以及乡村景观和野生动植物管理和保护（Sorace，2001和享受，也可以提供文化和美学的好处。
规划者和政治决策者应仔细考虑NFUA在城市环境中的作用，因为预计未来城市地区将继续增长并威胁农业用地（欧洲环境署，2006年尽管其在促进城市可持续性方面发挥着重要作用，但NFUA已经参与旨在促进生态系统服务提供和可持续多功能农业形式的城市规划战略，很少有研究和应用的重点（Aubry等，2012）更好地理解当前NUAs的不同特征将允许识别土地用途最适合完成NFUA的多功能目标（La Rosa和Privitera，2013）这需要一种方法来表征这些NUA的物理，生态和社会特征。这对于提出适当的改变是有用的。当前的NUAs土地用于向NFUA迁移。
在本文中，主要位于城市边缘的现有NUA分析了不同的标准和相关指标，这些指标是在基于GIS的多标准适用性模型中构建的。所提出的模型在向NFUA移动时检查区域变换的适合性，从而增强其生态和社会功能以及可访问性和整体连通性。通过对使用指标值的敏感性分析，探索了NFUA空间结构的不同情景。该方法在意大利南部的卡塔尼亚市进行了测试，这是一个城市环境，其特点是公共绿地和服务的相关短缺。（Privitera et 2013）研究区域和使用的地理数据集在“研究区域和可用的地理数据集”中有所描述部分。提出的多标准适用性模型在“方法”部分中给出。模型的结果在“结果”部分给出，而不是在“讨论”部分讨论。最后的结论总结在“结论”部分。
2.研究区域和可用的地理数据集
研究区域是卡塔尼亚的自治市（见图1）是意大利南部的主要城市之一，行政区域为180平方公里，人口为293,104（2012年）。该城市是大型城市的中心，代表着西西里岛最大的都市区，一个以广泛的城市扩张为特征的定居系统（La Greca等，2011年）沿海城市的有利位置，与高速公路和铁路系统连接良好，商业港口和繁忙的机场的存在让该城市在该地区发挥战略作用。
现有的定居点围绕历史中心发展，并已超越城市的行政边界，将现有的农业和渔村纳入一个大都市区。结果是一个相当不同的定居点聚合。丰富而重要的城市碎片与贫穷和边缘的碎片交织在一起，后者往往与社会住房计划或非法定居点相对应。主要城市的特点是缺乏公共空间和服务，尤其是绿地。目前，公共绿地面积约为3平方米/居民，远低于国家立法规定的最低数量9平方米/居民（Privitera et 2013许多NUA位于城市边缘，特别是弃耕农田，由埃特纳火山的古老熔岩流形成的农田和熔岩场。对于一些现有的NUA，新的土地利用总体规划的建议定义了一系列新的土地用途，包括城市农业。但是，这一规定已经在不考虑特定标准的情况下确定哪些区域
最适合NFUA。
在目前的研究中，所有GIS的详细阐述都是基于NUA的空间层，主要由Urban Atlas土地利用层获得（EEA，2010年对于卡塔尼亚市，该层的平均细节规模为1：12,000。 Atlas图层是基于SPOT 5图像的土地利用分类（分辨率2.5 m）。但是，为了更新和检查Urban Atlas土地利用层，目视检查高分辨率（每像素0.25 cm）区域正射影像（Regione Sicilia，2009年）和最近的谷歌地图图像被执行。为了使其更新成为可能，城市地图集土地利用层在空间上调整了150个控制点，以匹配区域的意大利国家地理参考系统最后，2001年全国人口普查的人口普查数据可用作多边形文件。
2.1研究方法：多准则适用性模型
图 1卡塔尼亚市（意大利）和目前的土地用途
GIS和多标准决策分析之间的相互作用已得到很好的建立和研究，特别是对于土地适宜性空间模型（Carver，1991; Thill，1999; Chakhar和Mousseau，2008） GIS为空间提供了一整套技术和解决方案在多标准决策时，决策分析是解决以多种替代方案为特征的问题的工具，它提供了一种设计，评估和确定决策优先级的方法。（Malzcewski，2007）
在多标准决策分析中，多个属性的问题是假定决策分析模型具有预定和/或有限数量的替代方案。因此它们被称为离散决策问题（Hwang和Yoon，1981）这种问题的解决方案是选择过程而不是设计过程，因为根据所考虑的属性的值和预定的可能存在几种解决方案。解决方案的数量。这类问题涉及使用地理参考空间数据，决策者的偏好以及一组表示为地图层或属性的评估标准（Malczewski，2004）土地适宜性分析的多属性方法示例包括景观和自然栖息地规划（Ahrenz和Kantelhardt，2009; Prato，2000; Store和Kangas，2001年）流域规划和管理（Wang等，2004; Chen等，2011）农业适用性（Chen等，2010）环境和城市规划（Feick and Hall，2002）和参与式规划。（Feick and Hall，2002; Kyem，2004）
如引言中所述，该方法检查了现有非城市化地区土地利用变化是否适合新形式的农业。它被构建为多标准适用性模型，旨在产生新形式的都市农业（NFUA）的不同情景。
标准旨在作为判断或规则的标准，在此基础上可以根据其可取性评估和排序替代决策（Malzcewski，2007）在所提出的模型中，标准被构建为NUA必须具有的属性以便改变他们目前对NFUA的土地利用。属性来源于现有NUA的空间和物理特征的文献综述和分析，并表达了显性和隐性空间标准（Malzcewski，2007）每个属性都是用GIS计算的指标来描述的）然后，在多标准适用性模型中使用标准的组合来识别适合于NFUA的区域的不同配置。
该模型包括两个主要阶段：首先定义一组可能适用于NFUA的主要NUA;第二阶段确定根据定义的适用性标准，在第一阶段选择哪个NUA最适合NFUA。最后，提出了这些新土地用途的空间配置。
开发该模型的初步步骤是确定NFUA的类别，以用作NUA的新土地用途。根据文献综述和现有经验，定义了以下类型：
1.城市农场。
这些代表了城市和多功能农业的主要形式（Aubry等，2012），并以生产新鲜产品为特征。他们通过回收废物来清理城市（Mougeot，2005）提供景观和社会教育功能 （Ba和Moustier，2010年），他们为城市就业和减少不平等做出了贡献（Dubbeling et 2010） 城市农场通常根据社区支持农业（CSA）模型运行（Wells和Gradwell，2001年），可以有不同的规模，面积最小可以小到0.8公顷，每公顷提供（给2-4人）50份的收成。（Van En，1995）
2.分配花园。
这些是老年人和社会贫困群体的休闲和融合的场所（Rubino，2007年，园艺是主要活动。最小的地块面积可以在50-100平方米到200-400平方米之间（Rubino，2007年根据国家红会）分配花园和休闲园丁有限公司（没有约会）一块约250平方米的土地可以为每年四人提供食物。
3.农业园区。
这些是大型农田区，其中实施了生产性用途（通常是有机农业）以及乡村景观保护和享受。这些公园是一个创新和可扩展的模式，为初学者和移民农民提供土地使用权，为不同社区提供当地粮食，自然保护，公共教育和就业培训机会。在法国，尺寸从10到10,000公顷不等（Donadieu，1998其他例子包括美国的Sunol AgPark（7公顷）和意大利的Parco Agricolo Sud Milano（46,000公顷）。
这些类型包括不同的管理和财产结构：从社区/分配花园的公共土地的社区管理，到农业公园的区域或省级私人农场管理。其他管理包括集体农业或单个农民或土地所有者之间的其他形式的合作。
2.2计量数据统计
该模型的第一阶段目的是分析现有的NUA，以便为新的NFUA找到一组主要的评估区域。这一阶段的主要标准是将当前土地利用转变为上述定义为NFUA的过渡的兼容性。在研究区域，观察到以下情况：
1.农田和被遗弃的农田总是被认为与向所有NFUA的过渡兼容。这种情况假设这些区域的土壤和物理特征适合农业用途，并且在转向NFUA的情况下它们将被保存；
2.裸露土壤被认为是兼容的，只要它们与现有农田相邻。这种情况假设裸露土壤如果在地理上与其他农业用地相邻，则可以转化为NFUA。从经济角度来看，这可能使转型更加可行，因为它们将发生在与现有农田相邻的地区；
3.如果树木覆盖率低于20％，则认为木材和灌木是兼容的。这种情况假设树木较少的木材和灌木丛在蒸散和生物多样性方
资料编号：[4695]
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