Globalne wzrosty objętości zabudowy wskazują na bardziej zróżnicowane i mniej rozproszone wzorce ekspansji miejskiej

Dlaczego sylwetki miast mają znaczenie dla planety

Od przeszklonych wieżowców po niekończące się przedmieścia — sposób, w jaki rozwijają się miasta, kształtuje wszystko, od korków po zmiany klimatu. Badanie to traktuje rozwój miejski nie tylko jak płaską mapę, lecz jako trójwymiarowy krajobraz objętości budynków. Śledząc, jak wysokie i jak skupione są nowe budynki w ponad 1800 miastach na całym świecie, autorzy ujawniają zaskakujące różnice między regionami — i pokazują, dlaczego przejście od rozlewania się do zabudowy pionowej może zarówno wspierać, jak i szkodzić zrównoważeniu środowiskowemu.

Postrzeganie miast w trzech wymiarach

Większość globalnych badań nad rozwojem miast traktuje je jak atrament rozlewający się po papierze, mierząc rozszerzanie się powierzchni zabudowanej w dwóch wymiarach. Ale to, co dzieje się w kierunku pionowym — jak wysoko budujemy i gdzie stoją wysokie budynki — może mieć równie duże znaczenie. Wykorzystując nowo dostępne dane satelitarne i radarowe, badacze oszacowali zmiany zarówno w odcisku zabudowy, jak i w jej objętości w latach 2000–2018. Stworzyli dwa wskaźniki: Indeks Centralności pokazujący, jak blisko centrum miasta pojawia się nowa zabudowa, oraz Indeks Intensywności odzwierciedlający przeciętną wysokość nowej zabudowy. Razem te mierniki pokazują nie tylko jak daleko miasta się rozlewają, ale też jak się piętrzą.

Wzrost pionowy jest mniej rozproszony niż rozlewanie się

Gdy zespół porównał dwuwymiarowe i trójwymiarowe miary ekspansji, stwierdzili, że dodawana objętość zabudowy ma tendencję do silniejszego skupiania się wokół centrów miejskich niż dodawana powierzchnia terenu. Innymi słowy, gdy miasta dodają kolejne kondygnacje, zazwyczaj dzieje się to w miejscach bliższych centrum niż tam, gdzie poszerzają się ich granice powierzchniowe. Obie perspektywy są powiązane — miasta, które rozlewają się w 2D, także zwykle są rozproszone w 3D — ale nie są identyczne. W większości miast wynik 3D dotyczący centralności jest wyższy niż 2D, a rozpiętość wyników 3D jest większa. Oznacza to, że wzrost pionowy wprowadza nową warstwę nierówności między miastami: niektóre skupiają nową objętość w zwartej strefie centralnej, inne rozrzucają wysokie budynki na szerszym obszarze.

Cztery odrębne sposoby, w jakie miasta się zabudowują

Łącząc centralność i intensywność, autorzy wyróżniają cztery globalne wzorce 3D ekspansji. Niektóre miasta wykazują wysoką centralność i wysoką intensywność, gdzie wysokie nowe budynki silnie skupiają się wokół śródmieścia i głównych subcentrów; przypominają one ideał „zwartych miast” i są powszechne w częściach Azji Wschodniej i Europy. Inne mają niską centralność, lecz wysoką intensywność, z wieżowcami wyrastającymi w rozproszonych, często peryferyjnych lokalizacjach. Trzecia grupa charakteryzuje się wysoką centralnością, ale niską intensywnością, tworząc stosunkowo zwarte, lecz przeważnie średniowysokie centra, typowe dla wielu miast Ameryki Północnej i Europy Zachodniej. Czwarty wzorzec łączy niską centralność i niską intensywność — umiarkowaną, szeroko rozproszoną zabudowę, szczególnie częstą w szybko urbanizujących się regionach Afryki, Ameryki Łacińskiej i Azji Południowej.

Co kształtuje te miejskie wzorce

Aby zrozumieć, dlaczego miasta trafiają do różnych kategorii, badanie wykorzystuje model uczenia maszynowego, który wiąże wzorce ekspansji z warunkami naturalnymi, siłą gospodarczą, sieciami transportowymi i istniejącą formą miasta. Analiza podkreśla znaczenie poprzedniej struktury miejskiej — miasta, które zaczynały od bardziej scentralizowanych form, mają tendencję do utrzymywania tej cechy, co świadczy o silnej zależności od ścieżki rozwoju. Ważne są też maksymalne wysokości budynków, ukształtowanie terenu, wielkość populacji i wyjściowa gęstość. Strome krajobrazy często skłaniają wzrost ku górze zamiast na boki, podczas gdy gęste sieci dróg mogą sprzyjać budowie wysokich budynków poza centrum, ułatwiając podróże samochodem. Wydaje się, że na kształt wpływa także klimat: cieplejsze miasta częściej rozwijają się w mniej scentralizowany sposób, co może pomagać w rozpraszaniu ciepła, ale też wydłużać codzienne dojazdy.

Przyszłe hotspoty wzrostu i kompromisy klimatyczne

Badanie sugeruje, że przyszła urbanizacja będzie w dużej mierze napędzana przez miasta w Afryce i Azji Południowej, gdzie wzorce niskiej centralności — czy to wysokie i rozproszone, czy niskie i rozproszone — są już powszechne. Formy te mogą wykorzystywać teren efektywniej niż czyste rozlewanie się na boki, ale ryzykują utrwalenie długich, zależnych od samochodu podróży, jeśli transport publiczny i planowanie mieszanych funkcji nie nadążą. Z kolei bardzo zwarte i wysokie miasta mogą ograniczać zużycie ziemi i pewne emisje, ale pogarszać stres cieplny i zużycie energii w budynkach. Pokazując, że globalny wzrost miejski staje się bardziej pionowo zróżnicowany i mniej równomiernie rozproszony, praca ta argumentuje, że urbaniści i decydenci muszą myśleć w 3D: wysokość i rozmieszczenie nowych budynków będą równie kluczowe jak wielkość miasta w kształtowaniu użytkowania ziemi, mobilności i śladu węglowego na dekady.

Cytowanie: Li, Y., Zhong, X., Derudder, B. et al. Global increases in built-up volume indicate more divergent and less dispersed urban expansion patterns. Nat Commun 17, 2710 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69766-6

Słowa kluczowe: Trójwymiarowy rozwój miast, gęstość miejska, pionowa ekspansja, rozlewanie się miast, objętość zabudowy