Tương tự như sự phát triển theo chiều dọc của các tòa nhà - vốn thường là một vấn đề gây chia rẽ đối với các kiến ​​trúc sư và nhà quy hoạch đô thị - nhiều sáng kiến để mở rộng không gian cây xanh dọc theo các tòa nhà đang thúc đẩy sự phát triển của thảm thực vật trong các khu vực đô thị.

Vườn thẳng đứng, trang trại thẳng đứng và rừng thẳng đứng, hay vườn rau trên sân thượng và các công trình trên cao phục vụ nông nghiệp đô thị là một số khả năng của quá trình canh tác theo chiều dọc tòa nhà. Mỗi hình thức có những đặc điểm riêng biệt và tác động cụ thể đến cảnh quan thành phố và người dân đang sinh sống tại đó.

Nhưng liệu kiến trúc vườn thẳng đứng có phải là giải pháp lý tưởng để làm cho các thành phố trở nên xanh hơn? Và những tác động của xu hướng này ở các khu vực đô thị là gì? Bên cạnh đó, những lợi ích nào của thực vật tại các đô thị bị mất đi khi áp dụng các giải pháp thẳng đứng thay vì thúc đẩy việc trồng trọt trực tiếp trên mặt đất?

Ở các thành phố có diện tích đất hạn chế như Tokyo và New York, các trang trại thẳng đứng và những mái nhà xanh đang được nhân rộng nhằm tận dụng những không gian có mật độ sử dụng thấp để sản xuất lương thực và góp phần vào an ninh lương thực. Tại New York, hơn 36 tấn rau hữu cơ mỗi năm được trồng trên nóc các tòa nhà trong một hệ thống không chỉ sản xuất thực phẩm mà còn giúp ngăn chặn nhiều chất ô nhiễm từ các con sông của thành phố. Trong khi đó, tại thủ đô của Nhật Bản, dự án trang trại Sorado đã xây dựng các vườn cây ăn quả mở cửa cho công chúng vào thăm quan; và một tòa nhà văn phòng đã cải tạo mặt tiền của mình thành một trang trại thẳng đứng.

Những dự án như vậy là ví dụ về cách trồng các loại thực vật khác nhau - mà con người có thể tiêu thụ hoặc không - theo những cách khác với trồng trọt trực tiếp trên mặt đất. Mặc dù vườn thẳng đứng có thể có các hình dạng khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc, loài thực vật và cảnh quan chung mà nó được đặt vào, tất cả các giải pháp này đều có điểm chung là tối ưu hóa không gian xanh mở - mặc dù cố gắng hạn chế tối đa không gian theo chiều ngang. Theo nghĩa này, tác động của thực vật đối với các thành phố, vốn đã được thừa nhận rộng rãi, mang một khía cạnh mới thông qua các khu vườn thẳng đứng. Các phương pháp canh tác thay thế này được sử dụng để giảm nhiệt, tăng đa dạng sinh học, thúc đẩy an ninh lương thực, cải thiện chất lượng không khí, giảm phát thải CO2, cùng nhiều tác động tích cực khác.

"Rừng thẳng đứng" là một ví dụ khác về việc hình thành không gian xanh theo chiều dọc, trong đó cây cối được trồng dọc theo chiều cao của một tòa nhà. Mô hình này ngày càng trở nên phổ biến và thành công, đạt được những dấu ấn quốc tế về các sáng kiến và thực hành bền vững. Bosco Verticale (2014), một dự án của Boeri Studio có trụ sở tại Milan, được coi là dự án rừng thẳng đứng đầu tiên trên thế giới và đã được nhiều tổ chức kiến trúc vinh danh.

Ngoài lợi ích của cây trồng đối với không gian nội thất của tòa nhà và thành phố nói chung, Bosco Verticale còn nổi bật với sự biến đổi của màu sắc lá quanh năm, mang lại hiệu ứng thị giác vô cùng độc đáo.

Một số lợi ích chính mà không gian xanh có thể mang lại cho các thành phố - chẳng hạn như thoát nước cho đất, giảm nguy cơ sạt lở đất và cung cấp các khu vực có bóng râm - bị mất đi khi nâng chúng lên khỏi mặt đất. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là không nên áp dụng hoặc khuyến khích trồng vườn thẳng đứng, mà chỉ là nó không đủ để thúc đẩy thêm bất kỳ lợi ích nào trên mặt đất và làm cho các thành phố "xanh hơn" theo nghĩa rộng nhất của thuật ngữ này.

Kiến trúc sư Lloyd Alter chỉ ra rằng mô hình cây xanh này có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của cây, vì điều kiện thời tiết ở độ cao lớn và đôi khi thiếu không gian cho sự phát triển của rễ. Vì những lý do này, việc thực hiện các khu vườn thẳng đứng phải được suy nghĩ cẩn thận, với cấu trúc phù hợp để nâng đỡ trọng lượng của các cây và tạo không gian cho chúng phát triển. Alter nghi ngờ rằng điều này có thể dẫn đến tình trạng CO2 thải ra trong quá trình làm bê tông cho những người trồng cây không bao giờ có thể được hấp thụ hoàn toàn bởi những cây mà họ hỗ trợ.

Chiếm 3/4 lượng khí thải carbon toàn cầu của thế giới, các trung tâm đô thị chắc chắn sẽ phải đóng vai trò hàng đầu trong việc giảm thiểu tác động môi trường trên hành tinh. Nhiều kiến ​​trúc sư và các nhà quy hoạch đô thị đã tập trung vào các khu vườn thẳng đứng như một giải pháp thay thế để thúc đẩy nhiều không gian xanh hơn trong các thành phố và mang lại tác động tích cực cho người dân của họ. Theo nghĩa này, vườn thẳng đứng có thể là một cách tốt để cung cấp cây xanh trong môi trường xây dựng và tối ưu hóa sản xuất cây trồng, nhưng nó không thay thế được những ưu điểm và lợi ích của không gian đô thị xanh trên mặt đất.