建成体量的全球增长表明城市扩张模式更趋分化且更少分散

城市天际线为何关乎地球

从玻璃塔楼到无尽的郊区，城市的增长方式影响着从交通拥堵到气候变化的一切。本研究不再仅以平面地图来看待城市增长，而是把建筑体量视为三维景观。通过追踪全球1800多个城市中新建建筑的高度与聚集程度，作者揭示了各地区之间令人意外的差异——并说明从向外扩展转向向上建设既可能有利也可能有害于环境可持续性。

以三维视角观察城市

大多数全球城市增长研究都把城市当作纸上墨迹般向外扩散，测量建成地的二维扩张。但垂直方向上发生的事——我们建多高、这些高层建筑位于何处——同样重要。研究人员利用新近可得的卫星与雷达数据集，估算了2000年至2018年间建筑占地与体量的变化。他们构建了两个指标：显示新开发距离城市中心远近的中心性指数，以及反映新建平均高度的强度指数。两者合在一起，不仅刻画城市扩展的幅度，也描绘了其向上的叠加方式。

垂直增长比蔓延更集中

当团队比较二维与三维的扩张度量时发现，新增建成体量往往比新增占地更集中于城市中心。换言之，当城市增加楼层时，这些增长通常发生在比新增地表更靠近中心的地方。两种视角相关联——在二维上蔓延的城市在三维上也往往更分散——但并不相同。对于大多数城市来说，三维中心性得分高于二维得分，且三维得分的分布更宽。这意味着垂直增长在城市间增加了一层新的不平等：有些城市把新增体量集中在紧凑的核心，而另一些则将高层建筑分散布置在更广阔的区域。

城市纵向建设的四种不同模式

通过将中心性与强度结合，作者识别出四种全球性的三维扩张模式。有些城市表现为高中心性与高强度，新建高楼主要集中在市中心及主要次中心；这种模式类似“紧凑城市”理想，在东亚和欧洲部分地区常见。另一些城市中心性低但强度高，高塔散布在零散且常位于外围的位置。第三类具高中心性但低强度，形成相对紧凑但以中等高度为主的中心，这在许多北美与西欧城市中典型。第四种模式在中心性与强度上均较低，建筑适度且广泛分布，尤以非洲、拉丁美洲和南亚快速城市化地区常见。

塑造这些城市模式的因素

为了解城市为何落入不同类别，研究使用机器学习模型将扩张模式与自然条件、经济实力、交通网络和现有城市形态联系起来。分析凸显了既有城市结构的重要性——起始时更中心化的城市往往保持这种形态，表现出强烈的路径依赖性。最大建筑高度、地形、人口规模和基线密度也很关键。陡峭地形常促使向上建而非向外扩张，而密集的道路网络则可能通过方便汽车出行，鼓励在远离中心处出现高楼。气候也有影响：气温较高的城市更倾向于以较不集中化的方式增长，这或有助于缓解城市热岛但可能延长通勤时间。

未来增长热点与气候权衡

研究表明，未来城市化很大程度上将由非洲与南亚的城市推动，这些地区已普遍存在低中心性模式——无论是高且分散，还是低且分散。这些形式在土地利用效率上可能优于纯粹的水平蔓延，但若公共交通与混合用途规划跟不上，可能会锁定长期的汽车依赖出行。高度紧凑且高耸的城市则可能减少土地消耗和部分排放，但会加剧热应激和建筑能耗。通过显示全球城市增长正变得在垂直方向上更为分化且在空间上更不均匀，本文主张规划者与决策者必须采用三维视角：新建筑的高度与布局将在未来数十年里与城市规模一样关键，影响土地利用、出行方式和碳足迹。

引用: 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

关键词: 三维城市增长, 城市密度, 垂直扩展, 城市蔓延, 建成体量