东南大学建筑学院李迎成团队在《自然·通讯》发表成果揭示全球城市三维形态扩张模式

（通讯员钟笑寒）近日，国际权威学术期刊Nature Communications（《自然·通讯》）在线发表题为“Global increases in built-up volume indicate more divergent and less dispersed urban expansion patterns（全球建筑体量的增长表明城市扩张模式更加多样化且分散程度更低）”的研究论文。该研究由东南大学建筑学院李迎成教授团队联合香港大学建筑学院、鲁汶大学公共治理研究所等机构学者合作完成，揭示了全球城市三维形态的扩张模式及其影响因素。

2025年7月召开的中央城市工作会议明确指出，要着力优化城市空间结构，建设舒适便利的宜居城市。在这一背景下，如何科学评估城市扩张形态并精准识别其空间分布特征，成为推动现代化人民城市建设的重要议题。然而，传统以城市建设用地水平扩张为主要视角的城市二维形态研究，难以全面刻画城市空间结构由“二维扩张”向“三维增长”演化的整体过程。此外，城市三维形态及其扩张模式还与产业创新、居民健康、碳排放等全球城市可持续发展议题密切相关，是理解城市空间结构演化及其综合效应的重要切入点。

图1. 全球城市的三维扩张模式

针对这一关键问题，研究团队利用全球人类居住层（GHSL）等多源遥感数据，提出并构建了刻画城市三维形态扩张特征的“中心性指数”（Centrality Index, CI）和“强度指数”（Intensity Index, II），并结合空间分析与机器学习方法，对全球1800余个城市2000—2018年的三维形态扩张模式开展了研究。研究发现，全球城市三维形态扩张总体上较二维形态扩张更为集中，表明建筑体量的增长相较于建筑足迹的扩展，更倾向于围绕城市中心集聚。在区域差异方面，全球南方城市的垂直增长强度普遍高于北方城市，但中国以外的发展中国家城市（尤其是非洲城市）的三维形态扩张中心性显著偏低。基于两个指数的交叉分析，研究识别出“高中心性—高强度”“低中心性—高强度”“高中心性—低强度”和“低中心性—低强度”等四类城市三维形态扩张模式，其中中国城市以“高中心性—高强度”模式为主导（占比35%），“低中心性—低强度”模式仅占13%，整体呈现出较强的垂直集聚化扩张特征。研究进一步揭示了城市三维形态扩张具有显著的路径依赖特征以及其与自然条件和社会经济因素之间的非线性关联关系，并指出不同扩张模式在可持续发展方面所面临的差异化挑战。

图2. 代表性城市的三维扩张模式

该研究从城市三维形态扩张的视角出发，深化了对全球城市空间结构演变规律的科学认知，并为制定差异化的城市可持续规划建设与治理政策提供了理论依据。东南大学建筑学院李迎成教授为论文第一作者和通讯作者，香港大学建筑学院刘行健副教授为论文共同通讯作者。该研究得到“十四五”国家重点研发计划课题“城市可持续规划建设与治理的基础理论”的资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-69766-6

供稿：建筑学院

（责任编辑：孙艳 审核：李小男）