基础设施发展的复杂性和可持续性对于协调经济增长，人类福祉和环境保护至关重要。然而，由于缺乏足够的准确的空间数据，之前关于基础设施物质代谢的研究主要是在全球或国家尺度上开展，因此无法揭示城市尺度物质代谢的空间格局和动态演变规律。在本文中，我们开发了物质流分析（MFA）与地理信息系统（GIS）耦合的创新模型，利用开源数据，实现物质代谢研究从传统的国家和区域大尺度向城市和精细栅格尺度的拓展。研究将开发的创新模型和方法应用于上海市，针对上海市住房建筑、道路、铁路、地铁四种主要基础设施作为研究对象，其中涉及到十种建筑物质，基于空间500米网格精度，对1980-2010年间城市基础设施中的物质流入量、存量、流出量的时空演变进行了动态模拟。结果显示，在时间上，上海基础设施系统中的物质存量和废弃物产量显著上升，物质存量在过去30年间从83Mt急速增加至561Mt，而因报废产生的建筑垃圾量也从2Mt增长至17Mt。由于经济的减速和一系列房地产调控政策的出台，物质输入量在2005年达到顶峰。在空间上，城市中心和近郊区是最大的物质存贮区域和最大的建筑垃圾产生区域，58-76%的物质投入量则集中在郊区。基于上述物质代谢及其与社会经济变量的相关关系分析提出的政策建议有：使城市更加紧凑可以提高城市物质存量的服务能力，但也可能增加高耗能和高排放建筑材料（如钢铁）的消耗；通过适当的管理延长基础设施的使用寿命，提高拆迁废物的循环和再利用率，也是有效的发展策略。
全文链接地址： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b03111
该论文发表在SCI 1 区刊物 Environmental Science & Technology （影响因子： 6.653 ）上。我学院 韩骥 为第一作者， 韩骥 为通讯作者。