陈智仕

摘要：城市住宅系统是城市形成的重要部分，可以说一座城市的住宅系统很大程度的影响城市的可持续发展。而城市代谢正如生物的生命一般，是代谢现象中的一种，是物质、能量投入并且产生经济、产出垃圾的过程，研究城市代谢是更好的实现城市可持续发展，也是寻求人类的需求与生态环境的平衡。本文通过搜集基于城市住宅的城市代谢方面的相关文献进行梳理，将目前国内对城市代谢的相关研究去归纳总结。

关键词：城市住宅;建筑存量;城市代谢;可持续发展

0引言

我国城市化进程推行顺利，写字楼、住宅小区等以飞快的速度增加;但也正是因为人口、产业、经济集中在城市，导致如今城市问题越来越复杂[1]，如城市规划主体单一、住宅资源消耗增加等问题，这些问题已经对城市可持续化发展和居民的正常工作、环境造成了不小的威胁。而城市的代谢能力是重要的调节功能之一，经济的发展带动人口向城市转移，人类对住宅的需求仍在增加，但同时也开始关注对环境造成的影响，追求人与自然环境大循环体系的良性运转。所以只有深入分析城市的代谢过程，才能全面了解城市的资源消耗和环境影响情况，从而更科学合理的管理城市，实现城市的可持续发展。

1城市代谢的概念

“代谢”这个概念的是Jarob Moleschott在1875年出版的著作中提出生命的始终便是代谢的一种现象，是产生与自然和环境之间进行能量物质还有周围环境的交换过程[2]。在提出“代谢”的概念之后，便衍生了很多“xx代谢”，例如“城市代谢”、“社会代谢”等等。而“城市代谢”这个概念最早是由Abel Wolman提出，他的观点是：把城市内部的运作和自然代谢进行比较，在环境中投入物质，然后产生产品和废物的过程，这个过程便是城市代谢[3]。综上所述，城市代谢的概念是：因为城市的生态系统结构和生物的系统结构相似，所以把城市的各层级间和生态环境间的能量流动和物质类比为生物体代谢[4]。

2城市代谢的核算方法

根据分析方法不同，城市代谢的核算方法大致分为三类：物质流分析法、能值分析法、流量-存量分析法。

2.1物质流分析法

物质代谢在现在的社会中有两种解释：其一是指经济社会与生态环境之间的物质输入和输出;其二是经济社会的运行需要从生态环境中获取物质，其中一部分以存量的形式存在经济社会中，最终以废物等形式排放回生态环境中[5]。而物质流分析法便是分析这些从生态环境中获取到的物质，可以将分析出来的结果作为城市可持续发展的指标、动态数学模型等[6]。但是物质流分析法因为统一不了物质之间的单位，所以很少用物质流分析法去分析多种物质的集成研究[7]。

2.2能值分析法

能值分析法简单来说就是将需要分析的各种物质以及能量都可以转换程太阳能焦耳（sej）单位。因为任何物质、能量、产品等的最终产成都需要太阳能，可以通过能值转换率得到相应的物质或者能量的能量值[8]。

2.3流量-存量动态模拟分析法

流量-存量分析法是在物质流分析法的基础上借用建模平台，根据建模目标设定方程式，然后将目标城市的住宅建筑相关数值根据方程式输入进模型并且在运行中得到建筑流量的流量-存量结果。模型不仅能系统分析现在已经发生的城市住宅代谢变化过程，还可以模拟未来的建筑流量-存量的动态变化过程[9]。

3国内城市代谢的主要研究进展

我国城市代谢研究在二十世纪后半叶才开始。郭子昀、张晓刚[10]等通过基于城市住宅代谢分析和充分说明城市住宅代谢的物质能量过程的情况下设计了相应的指标体系和研究框架，可对城市住宅代谢的过程和特点进行分析和归纳总结，并且对当时设计的指标体系和研究框架的未来更新换代作了相关建议。尹然[11]使用了基于欧盟的EW-MFA框架和崔雪竹的城市代谢模型的物质流模型分析了兰州市的城市物质流动特征分析。方创琳、任宇飞[12]使用了能值分析法，基于城市群地区环境与城镇化之间的远近程耦合关系，分析了京津冀1980—2014年的城市代谢效率及环境压力。韩文懿[13]结合了能值分析法和MuSIASEM方法分析了特大城市的城市代谢，文中作者选取了两个特大城市上海和东京为研究目标城市，深入分析了城市代谢模式能让读者更客观地认识城市代谢过程中的资源消耗。张丰[2]选取了处于我国西北部的金昌市为研究目标城市，将能值分析法与数据包络分析法等方法结合起来，对资源型城市金昌市的可持续发展能力进行了深究，找出该市在城市代谢方面的缺点以及给出了相应的建议。聂宏涛[14]将物质流分析法和能值分析法结合起来研究了厦门、漳州、泉州的物质能量代谢特征。唐守娟、张力小[9]等基于Stella建模平台使用了流量-存量动态模拟分析法分析并模拟了北京市1949—2050年的城市住宅流量及存量。

4结论与展望

综上所述，目前国内在城市代谢方面研究静态变化居多，对发展动态变化研究较少。而且在翻阅大量国内关于城市代谢文献时发现，现有基于城市住宅的代谢研究很少，城市住宅是我们日常生活中不可或缺的一部分，我们至今还有很多城市每天对城市住宅有很大的投入和流出，因此城市住宅的代谢研究对于科研人员来说不容忽视。并且我们可以注重多学科方法的集成研究以及高科技技术的应用，这样才能更好的实现城市可持续化发展。

参考文献

[1]程姣.我国城市化进程中的主要问题及对策分析[J].现代营销（下旬刊），2020（11）：7-9.

[2]张丰.金昌市城市代谢、生态效率及其原因分析[D].兰州大学，2018.

[3]Wolman A.The metabolism of cities[J].Scientific American.1965，213（3）： 179.

[4]卢伊，陈彬.城市代谢研究评述：内涵与方法[J].生态学报，2015，35（08）： 2438-2451.

[5]王磊，赖迪辉，李慧明.城市土地利用变化的物质代谢效应研究[J].干旱区资源与环境，2015，29（10）：14-19.

[6]沈丽娜，马俊杰.国内外城市物质代谢研究进展[J].资源科学，2015，37 （10）：1941-1952.

[7]璩路路，师学义，刘畅.基于能值的资源型城市新陈代谢过程对比分析[J].水土保持研究，2017，24（01）：279-284.

[8]黄永斌，董锁成，李泽红.基于能值分析的资源型城市新陈代谢水平评价——以石嘴山市為例[J].资源科学，2015，37（08）：1621-1628.

[9]唐守娟，张力小，郝岩，刘仟策，刘宇鹏，韩骥.城市住宅建筑系统流量-存量动态模拟——以北京市为例[J].生态学报，2019，39（04）：1240-1247.

[10]郭子昀，张晓刚，李枝坚，曾辉.城市住宅和住区代谢的研究框架与指标体系[J].生态经济，2021，37（02）：88-95.

[11]尹然.基于城市代谢物质流模型的兰州市城市物质流动特征分析[D].兰州大学，2020.

[12]方创琳，任宇飞.京津冀城市群地区城镇化与生态环境近远程耦合能值代谢效率及环境压力分析[J].中国科学：地球科学，2017，47（07）：833-846.

[13]韩文懿.基于MuSIASEM与能值的特大城市代谢研究[D].上海交通大学，2018.

[14]聂宏涛.闽三角城市群代谢分析与循环经济协同发展研究[D].厦门大学，2018.