第1章 绪论 1
1.1 城市新陈代谢的背景 1
1.1.1 开放性耗散系统的人类经济社会环境系统 1
1.1.2 全球气候变化下我国区域发展的新陈代谢失衡 2
1.1.3 城市新陈代谢与可持续发展 3
1.1.4 弹性城市转型下的城市新陈代谢发展 3
1.1.5 新陈代谢视角下的城市模式优化 4
1.2 城市新陈代谢的研究意义 4
1.2.1 把握和深化对我国城市可持续发展特征及其区域差异的认识 4
1.2.2 推进我国城市新陈代谢的学术研究 5
1.2.3 探索我国城市弹性的调控政策和可持续的新陈代谢发展模式 5
1.3 本书研究内容 6
1.4 研究方法与技术路线 8
1.4.1 研究方法 8
1.4.2 研究区域的界定 9
1.4.3 数据资料的获取 9
1.4.4 技术路线 10
1.5 创新性 11
第2章 城市新陈代谢的理论基础与研究进展 12
2.1 城市新陈代谢的理论根基 12
2.1.1 热力学理论 12
2.1.2 系统动力学理论 14
2.1.3 产业生态学理论 15
2.1.4 可持续发展理论 16
2.2 弹性城市的研究进展 18
2.2.1 经济弹性 18
2.2.2 生态弹性 18
2.2.3 社会弹性 19
2.2.4 工程弹性 20
2.2.5 弹性管治 21
2.3 城市新陈代谢的概念内涵 22
2.4 城市新陈代谢研究视角 24
2.4.1 城市新陈代谢宏观系统模拟 24
2.4.2 城市土地要素的新陈代谢响应 27
2.4.3 微观尺度的新陈代谢测度 28
2.5 城市新陈代谢测度方法 29
2.5.1 物质流分析法 30
2.5.2 能量流分析法 32
2.5.3 净初级生产量的人类占用 35
2.5.4 社会代谢多尺度综合评估 35
2.6 城市新陈代谢指标体系 37
2.7 城市新陈代谢的应用前景 40
2.7.1 新陈代谢预警 41
2.7.2 可持续发展政策制定 41
2.7.3 绿色社区规划设计 42
2.8 总体评述 42
第3章 弹性城市目标下的城市新陈代谢体系构建 45
3.1 弹性目标下城市新陈代谢的概念及基本内涵 45
3.1.1 弹性目标及其内涵 45
3.1.2 弹性目标下的城市新陈代谢概念 47
3.1.3 城市新陈代谢的系统组成 51
3.2 城市新陈代谢的模型建构 55
3.2.1 现有的城市新陈代谢相关模型评价与借鉴 55
3.2.2 城市新陈代谢的单项指标测度 58
3.2.3 城市新陈代谢效率的综合模型构建 61
3.2.4 基于SBM （Slacks-Based Model）的城市新陈代谢效率模型 63
3.3 弹性目标下城市新陈代谢变化规律 67
3.3.1 城市新陈代谢能值存量的变化规律 67
3.3.2 城市新陈代谢系统效率的变化规律（U型曲线） 69
3.3.3 现实状态下城市新陈代谢弹性的测度 70
3.4 城市新陈代谢的影响因素及影响机理 72
3.4.1 社会经济发展 72
3.4.2 城市产业结构 73
3.4.3 资源环境条件 74
3.4.4 城市化水平 76
3.4.5 能源系统结构 76
3.4.6 土地利用结构及强度 78
3.4.7 科学技术水平 79
3.4.8 代谢相关政策 80
3.4.9 城市代谢影响因素及机理的综合分析 81
第4章 中国城市新陈代谢的测度 83
4.1 我国典型城市的选取 84
4.2 典型城市新陈代谢系统构成 86
4.2.1 可再生资源能值 86
4.2.2 不可再生资源能值 88
4.2.3 进出口能值 88
4.2.4 废弃物能值 90
4.3 典型城市新陈代谢效率指标测度 90
4.3.1 城市代谢系统能值存量指标 91
4.3.2 城市代谢系统外向度 94
4.3.3 城市代谢系统通量指标 97
4.3.4 城市代谢系统能值压力指标 102
4.4 基于能值的城市新陈代谢综合测度 105
4.4.1 城市新陈代谢系统财富（WI）及生态效率（EEI）指数测度 105
4.4.2 城市新陈代谢协调度（UC）及规模效益（CP）测度 108
4.4.3 城市代谢系统的代谢效率指数（UM）测度结果 109
4.5 基于SBM法的城市新陈代谢模型 111
4.5.1 基于SBM的城市新陈代谢效率（UM1）测度 111
4.5.2 城市新陈代谢系统投入与产出改进方向 113
4.6 本章小结 115
第5章 中国典型城市新陈代谢的类型分异与机制分析 118
5.1 模型与数据 118
5.2 我国典型城市新陈代谢的类型划分 119
5.2.1 城市新陈代谢综合指数测度 119
5.2.2 城市新陈代谢类型的划分 120
5.2.3 城市新陈代谢类型的空间特征 121
5.2.4 城市代谢类型的新陈代谢特征 123
5.3 我国典型城市新陈代谢的影响因素与形成机制 126
5.3.1 指标体系及模型构建 126
5.3.2 影响因素作用强度和机制 126
5.4 不同新陈代谢演变类型的典型案例分析 129
5.4.1 城市新陈代谢特征差异 130
5.4.2 城市新陈代谢机制因素差异 133
5.5 本章小结 140
第6章 案例城市新陈代谢效率及机制研究 142
6.1 案例城市北京本底条件分析 142
6.1.1 北京自然本底条件 143
6.1.2 北京社会经济发展 145
6.1.3 北京的物质流概况 148
6.2 北京城市新陈代谢的测度 152
6.2.1 北京城市新陈代谢能值系统组成测度 153
6.2.2 北京城市新陈代谢能值系统指标测度 155
6.2.3 基于SBM的北京城市新陈代谢效率测度 159
6.3 北京城市新陈代谢的形成机制 161
6.3.1 北京城市新陈代谢因素分析 161
6.3.2 北京城市新陈代谢机制解析 165
6.4 弹性政策导向下北京城市新陈代谢的路径预测 167
6.4.1 基于系统动力学的北京城市新陈代谢路径测度 168
6.4.2 北京城市新陈代谢的弹性路径预测结果 174
6.4.3 基于预测结果的北京城市新陈代谢系统效率测度 177
6.5 本章小结 183
第7章 弹性城市目标下中国城市新陈代谢的优化路径与政策 186
7.1 弹性城市目标下的城市新陈代谢战略 187
7.1.1 绿色资源、能源投入 187
7.1.2 产业结构的低碳化 187
7.1.3 系统的协同运作 187
7.1.4 智慧城市战略 188
7.2 弹性目标下差异化类型城市的新陈代谢模式设计 188
7.2.1 外向型大都市自给率改善型新陈代谢模式 188
7.2.2 循环经济型服务提升新陈代谢模式 190
7.2.3 绿色生态保育型新陈代谢模式 191
7.2.4 资源型城市产业转型的新陈代谢模式 193
7.3 弹性目标下的城市新陈代谢政策建议 194
7.3.1 制定科学合理的产业政策，形成弹性产业体系 194
7.3.2 建设可再生能源示范城市，推动低碳建筑应用 196
7.3.3 构建差异化的新能源空间，营造绿色的生态格局 198
7.3.4 推行绿色交通方式，实现交通与土地利用的结合 199
7.3.5 鼓励弹性技术，推行智慧城市应用 201
7.3.6 弹性城市管治，倡导包容性城市管理 202
第8章 结论与展望 204
8.1 主要结论 205
8.2 不足与展望 209
附录A 能值指标的计算公式 212
附录B 基于能值的城市新陈代谢系统构成 216
附录C 城市新陈代谢效率的综合模型测度构成 218
附录D 基于SBM的城市新陈代谢效率的测度 220
附录E 系统动力学Vensim的变量及公式 222
附录F 基于系统动力学的城市新陈代谢系统的变量及公式 225
附录G 城市新陈代谢Vensim的模型建立、运行和分析 229
参考文献 230