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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