随着城市化进程的快速推进，建筑运行能耗碳排放不断增加，严重影响了城市的可持续发展，并对实现碳排放峰值目标带来了巨大挑战。以往研究表明，城市形态是影响建筑运行能耗碳排放的关键因素之一。然而，城市形态的三维紧凑特征及其空间优化策略对建筑运行能耗碳排放的作用机制仍不明确。

中国科学院城市环境研究所城市安全智慧管控研究组（叶红团队）基于1987-2017年高精度建筑数据，定量解析了城市三维紧凑形态的演变特征及其对建筑运行能耗碳排放的驱动机制。研究结果显示：厦门中心城区每平方公里的三维紧凑度年均增长率为10.19%，2002年后由水平扩张转向垂直集聚，高层建筑比例显著提升；三维紧凑形态通过改变局地微气候进而影响建筑运行能耗碳排放，其演变导致区域温度波动范围为-0.20°C至0.24°C；近30年中心城区由三维紧凑形态演变直接产生的建筑运行能耗碳排放累积达2391.59吨；在三维紧凑优化情景下，厦门市的建筑运行能耗碳排放预计将提前0.69年达到峰值。该研究深化了对城市紧凑形态、微气候与建筑能耗碳排放之间驱动机制的理解，提供了通过优化城市形态减少建筑运行能耗碳排放的新见解，并为政策制定者实施基于自然的解决方案提供了科学依据。

研究成果以“Can urban three-dimensional compact form reduce building operational carbon emissions? New evidence from a prototypical coastal city”为题，发表在中科院一区TOP期刊《Sustainable Cities and Society》。中国科学院城市环境研究所叶红研究员为通讯作者，2023届博士毕业生严寒（现任泉州师范学院副教授）为第一作者。该研究受到中科院国际合作项目（132C35KYSB2020007）、宁波市公益性科技规划项目（2021S081）、福建省科技计划（2022J01511）、福建省教育厅项目（JAT231086）共同资助。

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城市三维紧凑形态（NVCI, 3D Compactness Index）演变特征及其对建筑运行能耗碳排放（BECCE, Building Operational Carbon Emissions）的驱动机制 (a)厦门多时相建筑数据集（XMBD, Xiamen Multi-Temporal Building Dataset）与中国多属性建筑物数据集（CMAB, Chinese Multi-attribute Building Dataset）对比; (b)厦门中心城区三维紧凑形态演变与时空格局; (c)厦门中心城区三维紧凑形态演变驱动的建筑运行能耗碳排放时空变化

(文：叶红研究组；图：叶红研究组)