都市农业能够解决城市环境问题、城市残余能量、物质利用问题和日益严峻的粮食安全问题。都市农业领域下的垂直农业(vertical farming)是基于城市建筑垂直空间的农业种植方式,与其他都市农业操作方式相比更具城市属性。垂直农业可以高效利用城市土地和城市垂直空间,借助城市中资金和技术的优势,资源化处理城市有机废水废物并生产农产品。垂直农业不仅能够缓解粮食安全问题,也具有改善城市环境和遏制生态环境危机蔓延的能力。在城市中开展垂直农业具有巨大潜力,城市中所有的建筑屋顶均可以进行农业种植。现有垂直农业的应用方式包括表皮农业建筑(facade farming building)和垂直农场(vertical farm)两种。表皮农业建筑即在建筑屋顶、墙体、阳台位置进行农产品生产。垂直农场的概念由美国哥伦比亚大学的迪克森·德斯珀米尔(Dickson Despommier)提出。垂直农场是指城市中的大规模农业生产,或是摩天大楼里的农场。1垂直农场具有处理城市有机废水废物和全年不间断的农产品生产的功能,前者可以将厌氧发酵产生的能源和物质用于农作物生产。垂直农业通过光合作用消耗城市中的二氧化碳、产生氧气,有助于改善城市空气质量。表皮农业生产方式可以降低建筑表面温度,延缓暴雨水排放,缓解城市热岛效应;垂直农场处理城市有机废水、废弃物,改善生态系统中城市与其他环节之间能量和物质流动的连续性。本文将对垂直农业的两种应用方式进行定义和区分,并对相关案例和技术进行分析,明确这两种方式对城市环境、市民生活模式、城市建筑的影响,提炼垂直农业的必要因素。在此基础上提出新的垂直农业的应用方式,以刺激城市运行模式的改变,促进城市可持续发展。