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城市是人类文明和进步的标志，是人类聚居的主要载体，也是资源消耗和废弃物产生的密集区。城市化是人类社会发展的必然趋势，也是一个国家走向现代化的必由之路。我国在城市化进程中出现了一系列问题：环境污染、资源短缺、效率低下等。从本质上讲，其大部分与城市代谢相关，代谢过程紊乱，如代谢通量大、代谢结构不合理、代谢效率低等问题。城市代谢是城市功能得以维持的基础。只有从代谢角度入手才能真正深入研究城市生态环境、资源消费、经济活动水平等方面的各种城市问题。因此，对城市代谢能力的评估就成为一个重要的研究课题。能值分析方法将系统中各种能量转换为统一的太阳能值，综合分析了系统中各种生态流，为生态系统和复合生态系统开辟了定量分析的研究新方法，能够更加合理的评价城市代谢，为城市可持续发展提供科学的依据。
本文以城市生态系统为研究对象，核算城市资源环境及经济发展代谢状况，采用能值分析方法核算系统各种能量流、物质流，在构建的基本指标体系的基础上，构建包括城市代谢结构（metabolic structure）、代谢影响（metabolic influence）和代谢效率（metabolic efficiency）的城市代谢评价指标体系。并以北京城市生态系统为例，核算了北京市1998-2007年城市代谢能力，并从空间尺度上选取北京、上海、天津等三个城市2007年数据进行了城市代谢能力的横向比较。
通过对北京1998-2007年城市代谢能值的时间序列分析，代谢结构以从外界输入能值为主，能值自给率逐年降低，2007年只有23．31％；能源和资源的利用效率足呈现增加的趋势，经济效率较高。通过对北京、天津、上海等三个城市2007年城市代谢能力分析，结果表明北京、天津和上海的代谢结构都以从外界输入能值为主，北京和上海的经济发达程度较高，城市具有较强的竞争力。天津市资源能源利用效率不高，城市经济发展的效率性也不是很高。
本文将能值理论分析方法创新性的运用到城市代谢能力的评价中去，为定量分析城市生态系统提供一种新思路，有助于完善城市生态系统研究理论与方法学体系，弥补我国当前在此领域研究较少的现状，为我国城市的健康发展与政府综合管理提供科学依据。