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城市中的人群流動表面上看似無序，但香港大學(港大)地理系黃波講座教授領導的研究團隊，最近在國際頂尖期刊《Nature Communications》發表了一項突破性研究，揭示了城市人口動態中的普適時空規律。這項研究不僅為理解城市中人群的移動與分佈提供了全新視角，亦為未來的城市規劃與管理提供了科學依據。

黃波教授表示：「我們的研究發現，看似隨機的人口流動實際上受到有序原則的支配，這些原則將城市的時間脈動與其物理結構聯繫起來，並揭示了人口動態與城市密度及距離中心樞紐的比例關係。」 研究團隊運用複雜性科學的理論，分析來自全球多個主要城市的大規模移動設備數據，從而揭示了支配城市人口動態的基本時空尺度法則。研究的主要成果包括：

1. 可預測的規律：雖然城市人口的日常波動表面上看似隨機，但實際上這些波動遵循一種可預測的「尺度法則」，這是一種適用於不同時間間隔和地理尺度的數學關係。
2. 全城一致性：在城市整體層面，人口波動表現出一致的時空模式，這些模式可以用冪次函數進行描述。
3. 局部動態與距離衰減：在微觀層面，特定地點的人口波動同樣遵循尺度法則，且隨著遠離城市中心的距離而減弱，這種衰減符合「異速模型」，將人口動態的活力與城市特徵（如興趣點數量）的密度聯繫起來。
4. 連結空間與時間：研究建立了一種新穎的對數關係，將空間衰減與時間尺度特徵聯繫起來，揭示了人口動態如何隨時間和城市空間變化而變化。

這項研究不僅在理論上具有重大意義，還為城市規劃提供了實際應用價值。研究團隊創建了「時空光譜」地圖（圖1 与圖2），直觀地展示城市人口動態的分佈情況，並以此提供基於活動的城市功能結構視圖。

共同第一作者博士後研究員譚興業博士指出：「這項研究的深入理解對城市實踐具有直接應用意義。它能協助制定更有效的城市規劃策略、優化商業和交通佈局、指導基礎設施建設，甚至應對公共健康挑戰，從而建設更宜居、更有韌性及更可持續的城市。」

該研究團隊成員包括倫敦大學學院的Michael Batty教授、蘇州科技大學的李薇宇助理教授、美國東北大學的王琦副教授、港大城市規劃與設計學系的周鈺倫助理教授，以及港大副校長(學術發展) 兼地理系講座教授宮鵬教授。

完整論文可於以下鏈接查閱：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58286-4。

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