上海陆家嘴的摩天大楼群，如同钢铁森林般刺破天际——这不仅是城市化的象征，更是资源巨量累积的冰山一角。北京大学联合团队在《工程》期刊发布重磅研究：通过卫星遥感、POI（兴趣点）数据和机器学习模型，首次绘制出我国50个城市的“建筑骨骼图谱”，揭示城市存量达1100亿吨，相当于2017年全球资源开采总量的1.2倍。这意味着每平方米城市土地下埋藏着5吨水泥、钢材等材料，而北京的建筑存量（6771兆吨）甚至是维也纳的18倍。

城市“骨骼密度”：北上广深人均261吨，接近发达国家水平
研究团队给城市做了一次“CT扫描”：利用百度地图的建筑轮廓数据、Amap的POI信息，结合30米高精度土地分类，构建了500米网格级建筑存量地图。结果显示，我国50个主要城市的人均建筑存量为261吨，与丹麦奥登塞（329吨）、英国（272吨）等发达国家持平。北京、上海、广州等一线城市存量密度最高，每平方米达6.1吨，相当于在地面铺满10层标准混凝土板。

但区域差异显著：东北地区因人口流失，人均存量达323吨，而重庆因人口密集，人均仅174吨。“这就像银行卡余额高但人均存款低，”论文通讯作者黄周解释，“东北城市‘骨骼粗壮’却经济活力不足，西南城市‘骨架轻盈’但发展潜力更大。”

垂直扩张VS水平扩张：中国城市选择“向天空要空间”
研究揭示了中国城市化的独特路径：建筑与道路存量比（BtR）平均达5.47，远超欧洲城市（3.45）和日本（1.65）。这意味着我国更倾向建造高楼而非拓展路网。例如，商业用地仅占城市土地的3%，却贡献了18%的建筑存量，犹如“经济心脏”高度浓缩资源。

这种“垂直生长”模式带来效率悖论：北京国贸商圈每平方米存量是郊区的8倍，但过度集中也加剧交通拥堵。研究团队用密度聚类算法（DBSCAN）发现，50个城市的建筑存量遵循“聚集-分散-再聚集”的三阶段规律：早期单中心扩张（如南阳），中期多中心蔓延（如重庆），成熟期次级中心崛起（如北京通州）。

气候账单：重建50城需消耗全球60%年碳排放量
建筑的“隐形碳足迹”触目惊心：若用当前技术重建这50城，将产生320亿吨碳排放，相当于2019年全球总排放量的60%。其中，北京、上海、成都位列“碳替换值”（CRV）前三甲，仅北京一地就需消耗2.29亿吨碳，等同1.6万平方公里森林一年的固碳量。

但希望也在显现：深圳、长沙等城市通过产业升级，实现“低存量、高GDP”的发展模式。研究团队用洛伦兹曲线分析发现，17个城市已进入“多中心均衡”阶段，建筑存量分布基尼系数降至0.58（接近收入分配公平线），为其他城市提供了低碳转型样板。

技术解码
物质组成强度（MCI）：每平方米建筑包含的水泥、钢材等材料重量，如同“骨骼密度检测指标”
碳替换值（CRV）：拆除重建导致的碳排放，相当于城市的“气候负债”
DBSCAN聚类：通过算法识别建筑存量密集区，类似用热力图标记“城市资源富矿带”
未来挑战
研究指出三大痛点：数据误差可能达30%，陶瓷、玻璃等材料预测精度不足，供应链碳排放未被完全统计。正如论文共同作者刘 Gang 所言：“我们需要给每栋楼建立‘材料护照’，追踪钢筋水泥的来龙去脉。”目前，团队正联合丹麦高校开发动态更新模型，目标将预测误差压缩至10%以内。

行业影响：该研究为“无废城市”建设提供数据底座——若精准预测2040年建筑拆除潮，可提前布局3亿吨废钢回收网络。对于正推进碳中和的我国，优化“城市骨骼”不仅是技术课题，更关乎16亿人的可持续未来。

来源: Engineering