武昊彤,冼超凡,刘晶茹

1 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室, 北京 100085 2 中国科学院大学, 北京 100049

随着城市化的快速发展,城市代谢相关研究日趋丰富[1]。城市代谢的概念最早于1965年由Wolman提出,他将城市的运行比作生物体代谢,认为城市代谢与生物代谢相似,都是从外界环境摄取物质而后向环境输出废弃物的过程[2]。1988年Robert Ayres确立了物质代谢的最初研究范畴[3-4]。2001年Harberl结合物质流与能量流分析方法用于城市物质代谢研究[5-6],此后城市代谢的研究方法逐渐统一。相关研究除了关注城市代谢与外界交互的循环过程,也开始通过模型建立来分析代谢系统的内部循环特征,将过程和节点转换为数学语言以明确城市代谢物质、能量流的特性并进行优化[7- 9]。经过多年发展,城市代谢理论及其分析框架已被广泛应用于分析城市人口、资源与环境的相互关系,识别城市生态系统的内部过程[10],以寻求其中的冲突及潜在问题最优解决方法。

城市代谢效率是城市代谢研究的重点内容,其可为城市可持续发展提供科学参考[11]。城市代谢效率的概念来自于生态效率,经济合作与发展组织将其定义为：生态资源用于满足人类需求的效率[12],广义来看是系统产出与投入之比[13]。由于城市代谢过程涉及社会、经济与自然子系统之间复杂的物质能量流动,因此大部分研究都采取指标体系法和模型分析法来分析城市代谢效率[13]。在研究方法方面,张妍等[11]综合环境效率与资源效率构建了城市生态效率的度量模型；……