全 文 ：基于能值理论的中国城市新陈代谢*
宋摇 涛1,2,3 摇 蔡建明1**摇 倪摇 攀4 摇 杨振山1
( 1中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; 2中国科学院大学, 北京 100049; 3哈佛大学, 美国剑桥 02138; 4达华工
程管理集团有限公司, 北京 100005)
摘摇 要摇 运用城市新陈代谢能值指标方法,分析了 2000 和 2010 年 31 个典型中国城市的新陈
代谢系统构成及发展特征.结果表明: 研究期间,中国城市新陈代谢系统的资源消耗型、沿海
外贸型特征明显.内陆城市的非可再生资源能值占城市代谢系统能值总量的比例较高.北京、
上海等大都市及东部沿海城市的进出口能值比重偏大,表现出显著的代谢外向型发展特征.
在此基础上,明确了城市在实现可持续发展目标过程中的新陈代谢改进方向:发展可再生资
源、能源产业;改善非可再生资源、能源利用效率;优化城市进出口服务、货物和燃料结构;弹
性的城市新陈代谢管理机制.
关键词摇 城市新陈代谢摇 能值理论摇 中国城市摇 系统结构摇 代谢特征
文章编号摇 1001-9332(2014)04-1085-08摇 中图分类号摇 TU984. 11摇 文献标识码摇 A
The Chinese urban metabolisms based on the emergy theory. SONG Tao1,2,3, CAI Jian鄄ming1,
NI Pan4, YANG Zhen鄄shan1 ( 1 Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research,
Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 2University of Chinese Academy of Sciences,
Beijing 100049, China; 3Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA; 4Dahua Engineering
Management (Group) Co. , Ltd. , Beijing 100005, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(4):
1085-1092.
Abstract: By using emergy indices of urban metabolisms, this paper analyzed 31 Chinese urban
metabolisms爷 systematic structures and characteristics in 2000 and 2010. The results showed that
Chinese urban metabolisms were characterized as resource consumption and coastal external depend鄄
ency. Non鄄renewable resource emergy accounted for a higher proportion of the total emergy in the
inland cities爷 urban metabolisms. The emergy of imports and exports accounted for the vast majority
of urban metabolic systems in metropolises and coastal cities such as Beijing and Shanghai, showing
a significant externally鄄oriented metabolic characteristic. Based on that, the related policies were
put forward: to develop the renewable resource and energy industry; to improve the non鄄renewable
resource and energy utilization efficiencies; to optimize the import and export structure of services,
cargo and fuel; and to establish the flexible management mechanism of urban metabolisms.
Key words: urban metabolism; emergy theory; Chinese cities; systematic structure; metabolic
characteristics.
*国家自然科学基金项目(40971100,41371008)资助.
**通讯作者. E鄄mail: caijm@ igsnrr. ac. cn
2013鄄10鄄22 收稿,2014鄄01鄄17 接受.
摇 摇 城市新陈代谢是一定时期内,城市与外界环境之
间的物质、能量和服务交换以及城市及区域内部物
质、能量和服务的生产、转变、消耗过程.作为典型耗
散系统的城市新陈代谢系统[1],其经济、社会活动在
制造、吸纳及转换满足城市经济社会发展需要的价值
量的同时,亦可消耗大量的资源、能量和环境实物量.
这种过程的加剧,会带来资源枯竭和环境污染的危
机[2] .从新陈代谢的视角来看,我国城市发展的代谢
成本过高,表现为资源、能源的过度消耗和系统整体
的无序升高[3] .城市新陈代谢的研究是我国快速、平
稳推进健康城市化策略的重要抓手,亦是国民经济社
会可持续发展战略实施的重点支撑内容.
Odum[4]引入的能值理论,全面阐述了系统的内
在能量和资源,近年来被广泛应用到城市新陈代谢
的研究中[5-10],是地理学、环境学方面的前沿领
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 4 月摇 第 25 卷摇 第 4 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Apr. 2014, 25(4): 1085-1092
域[11] .在能值理论中,能值被定义为“一种流动或贮
存的能量中所包含的另一种类别能量的数量,即产
品或劳务形成过程中直接和间接投入应用的一种有
效能量[12]冶.通过衡量城市系统空间和时间的代谢
过程中的资源、产品或劳务的能值量,可以全面解析
城市代谢系统的结构特征和效率表现. 城市代谢系
统能值量的测度,实际上为城市及其周边环境系统
之间的所有物质流、能量流和货币流提供了一个统
一的计量单位[13] . 与货币价值法等其他方法相比,
能值理论尤其适用于市场方法难以估价的许多自然
资源、能源的评价,从而拓宽了城市新陈代谢研究的
系统分析途径[7] .然而当前有关能值理论及其在城
市新陈代谢的系统研究仍显不足,仅局限于单个城
市案例的城市代谢发展动态研究[6] .本文对中国 31
个典型城市新陈代谢的系统特征及其效率表征进行
定量比较,从而以点带面地形成了全国尺度城市新
陈代谢系统的宏观整体刻画,以期为深化城市地理
学、城市环境学的理论研究以及完善城市的可持续
发展模式提供参考依据.
1摇 研究区域与研究方法
1郾 1摇 典型城市的选取
本文选取 31 个典型的中国城市(图 1)来评估
城市新陈代谢效率,包括直辖市、部分省会城市和部
分地级城市代表. 2010 年,这 31 个案例城市的国内
生产总值(GDP)达到全国的近 1 / 3(32. 8% );人口
占全国的近 1 / 5(19. 5% );面积占 1 / 20(4. 8% )(表
1).案例城市新陈代谢的刻画,将有助于中国城市
发展过程中新陈代谢水平的综合衡量,对全国城市
的新陈代谢研究有一定的代表性和可比性.
1郾 2摇 数据来源
本文中城市宏观发展的数据来自于 2001、2011
年《中国统计年鉴》 [14]、《中国城市统计年鉴》 [15]
等.城市新陈代谢具体能值项目的基础数据,来源于
图 1摇 31 个案例城市的地理位置
Fig. 1摇 Locations of 31 sample cities.
2001、2011 年《北京统计年鉴》 [16]等各城市统计年
鉴.鉴于数据的可获得性,拉萨、成都、合肥、银川、台
北、香港、澳门等城市并未作为案例城市.
1郾 3摇 研究方法
本文主要采用能值分析、城市新陈代谢系统结
构、城市新陈代谢指标测度等研究方法. 其中,能值
分析方法是城市新陈代谢系统构成的基础方法;城
市新陈代谢系统结构方法用于城市新陈代谢水平的
系统集成分析;城市新陈代谢指标用于提取新陈代
谢效率的差异化表现,并对各个特点进行定量评价.
1郾 3郾 1 能值分析方法摇 能值分析方法常以太阳能为
基准来衡量各种能量的能值,即其所具有的太阳能
值(solar emergy),单位为太阳能焦耳(sej) . 任何物
质及能量生成所需要的太阳能能值比率为能值转换
率(sej·J-1) [17] .代谢流的能值量(Em)的计算公式
如下:
Em =移
i
Ti 伊 E i
式中:Ti为输入 i 的能值转换率;E i为资源 i 的数
量[18] .通过能值转换率,可获得任何资源、产品或劳
务形成所需直接和间接的太阳能值.
表 1摇 2000 和 2010 年 31 个样本城市的基本概况
Table 1摇 Basic status of 31 sample cities in 2000 and 2010
城市类型
Types of cities
国内生产总值 GDP
(100 million yuan)
2000 2010
人口
Population (伊104)
2000 2010
面积
Area (km2)
2000 2010
直辖市 Municipalities (4) 11425. 75 48429. 62 6822. 16 8448. 47 117471 117071. 4
省会城市及地级市
Capital cities and prefecture鄄level cities
(27)
23103. 56 106004. 2 14027. 4 17789. 96 323069. 5 343785. 00
合计 Total 34529. 31 154433. 8 20849. 6 26238. 4 440540. 5 460856. 4
样本城市占全国总量比例
Percentage of sample cities to national
total of China (% )
36. 0 32. 8 16. 3 19. 5 4. 6 4. 8
6801 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
1郾 3郾 2 城市新陈代谢系统摇 城市新陈代谢系统分析
是通过对城市不同能值组成部门众多能值项目的统
计,系统阐述城市新陈代谢的整体架构.基于能值的
城市代谢系统包括以下部分:外部的可再生资源能
值(R)、本地的可再生资源能值( IR)、本地的非可
再生资源能值(N)、进口能值( IM)、出口能值(EX)
和废弃物输出能值(W) [19-20] . 其中,受统计数据来
源的限制,本研究中的“进口能值冶指该城市从国外
进口的能值量,不包括从城市之外其他省份获取的
能值.对于本地可再生资源能值的计算,忽略了其中
包含的燃料、化肥等非可再生能值部分,将统计年鉴
中的农牧渔产品近似计算为可再生资源能值. 本文
将各项物质和能量进行详细分类,参考相关研究成
果,按照对整个系统的影响程度挑选出各分类中主
要的物质和能量项目[11],通过这些能值项目的精确
计算,勾勒出典型城市新陈代谢的系统组成.城市新
陈代谢不同组成部门、能值项目及所参考的能值转
换率如表 2 所示.
1郾 3郾 3 城市新陈代谢指标摇 汲取相关学者从能值视
角所采用的城市新陈代谢指标[24-28],本文概括城市
新陈代谢特征评估的指标包括:年代谢通量、代谢系
统外向度、代谢通量、代谢效率和代谢压力 5 项指标.
这些指标描述了城市新陈代谢过程所投入和产出的
资源、能源和劳务量能值的变化特征,总体上刻画了
城市新陈代谢系统的运转表现(表 3).其中,城市年
代谢通量(U)是评价城市代谢系统总体能值收入的
指标,本研究以除出口及废弃物能值量外的系统总能
值量来表征.年代谢能值通量由城市新陈代谢的可再
生资源能值(R)、本地可再生资源能值(IR)、非可再
生资源能值(N)及进口能值(IM)之和构成:
表 2摇 城市代谢系统的能值构成及能值转换率
Table 2摇 Emergy items of urban metabolisms and emergy transformation rate
能值类别
Emergy type
能值项目摇 摇 摇
Emergy item摇 摇 摇
单位
Unit
能值转换率
Emergy transformation
rate (sej)
文献
Reference
可再生资源能值 太阳能 Solar emergy J 1 [21]
Renewable emergy value (R) 风能 Wind emergy J 2. 45E+03 [22]
雨水化学能 Rainfall emergy (chemical) J 3. 05E+04 [22]
雨水势能 Rainfall emergy (geopotential) J 4. 70E+04 [22]
波浪能 Waves emergy J 4. 35E+04 [21]
地球循环能 Earth cycle emergy J 5. 80E+04 [22]
本地可再生资源能值 农产品 Crops g 4. 08E+11 [21]
Indigenous renewable 畜产品 Livestock g 2. 50E+11 [21]
emergy value (IR) 水产品 Fisheries g 3. 02E+10 [21]
不可再生资源能值 采石 Quarrying g 2. 69E+09 [21]
Locally non鄄renewable 表土损失 Topsoil loss t 1. 71E+03 [22]
emergy value (N) 电能 Electricity J 2. 69E+05 [21]
钢材 Steel g 3. 02E+09 [21]
原煤 Raw coal J 6. 72E+04 [21]
原油 Crude oil J 8. 47E+04 [21]
汽油 Gasoline J 1. 86E+05 [21]
柴油 Diesel fuel J 1. 86E+05 [21]
天然气 Natural gas J 8. 06E+04 [21]
燃料油 Fuels oil J 6. 25E+04 [22]
化肥 Fertilizers t 8. 28E+06 [23]
进口能值 商品 Goods S| 9. 37E+12 [22]
Imported emergy value (IM) 服务 Services S| 9. 37E+12 [22]
燃料 Fuels J 8. 55E+04 [21]
旅游 Tourism income S| 1. 66E+12 [24]
出口能值 商品 Goods S| 6. 34E+12 [22]
Exported emergy value (EX) 服务 Services S| 6. 34E+12 [22]
废弃物能值 固体废物 Rubbish g 1. 80E+09 [25]
Waste emergy value (W) 废水 Sewage g 6. 66E+08 [25]
废气 Emissions g 6. 66E+08 [25]
2000 年后能值基线有所变动,因此 2000 年以前的能值转换率乘以 1. 68 Due to the changes of emergy baseline since 2000, the emergy conversion
values before 2000 was multiplied by 1. 68.
78014 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 宋摇 涛等: 基于能值理论的中国城市新陈代谢摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 城市新陈代谢指标
Table 3摇 Indices of urban metabolisms
指标
Index
单位
Unit
阐述
Meaning
年代谢通量
Total emergy per year (U)
sej 总能值量(除出口及废弃物
能值)Total emergy without ex鄄
ports and wastes
代谢外向度
Metabolic outward (EE)
unit 代谢系统对外界的依赖程度
Metabolic systems 爷 depend鄄
ence on the import and export
emergy
代谢通量
Emergy per capita (EP)
sej·cap-1 系统的人均代谢效率 Meta鄄
bolic efficiency per capita
代谢效率
Metabolic efficiency (EG)
sej·yuan-1 单位经济产出的能值量 Val鄄
ues of emergy per GDP
代谢压力
Metabolic pressure (EW)
- 代谢系统的环境压力 Meta鄄
bolic systems爷 pressure on the
environment
摇 摇 U=R+IR+N+IM
城市代谢系统外向度指城市代谢系统对外界资
源、能源及服务贸易的依赖程度,由能值外向度
(EE)来表征.能值外向度为进出口能值与城市代谢
系统所有能值之和的比值,公式如下:
EE=(EX+IM) / (U+EX+W)
式中:EX 为出口能值;W 为废弃物能值. 能值外向
度刻画了城市代谢系统对外界的依赖程度,较高的
能值外向度代表了系统对外界较高的依赖程度.
城市代谢通量反映了城市新陈代谢系统的流通
能力[29] .本文通过人均代谢能值(EP)来进行表征:
EP=U / P
式中:P指人口规模. 较大的 EP 值代表人均拥有能
值财富的潜力较大.
城市代谢系统效率反映了城市新陈代谢系统投
入的效益和当地能值的利用程度,用能值货币比来
表征.能值货币比(EG)为单位 GDP的能值量,是货
币财富购买能值能力的综合考量[30]:
EG=U / GDP
式中:GDP为国内生产总值.能值货币比越高,表示
该城市每单位经济活动所换取的能值量越高,城市
发展潜力越大.
城市代谢能值压力由环境负荷率(EW)表征:
EW=(N+W) / (R+IR+IM)
环境负荷率(EW)为非可再生能值、废弃物能
值与进口能值、可再生能值的比值. 其数值越大,表
明在系统中存在的能值利用强度越高,同时对环境
系统保持着的压力越大.
对北京、上海等 31 个案例城市 2000 年和 2010
年的自然地理、社会经济等方面的基础数据搜集后,
本文对案例城市的新陈代谢系统结构进行能值分
析,并且对城市新陈代谢系统的年代谢通量、外向
度、通量、系统效率和压力特征进行测度.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 基于能值的城市新陈代谢系统结构
在 31 个案例城市的代谢系统能值结构中,不可
再生资源能值 ( N)、进口能值 ( IM)及出口能值
(EX)为其主要构成,而自然可再生能值(R)、本地
可再生能值(IR)及废弃物能值(W)的数量级与进
出口能值、不可再生能值的数量级相差较大.
由图 2 可以看出,绝大多数城市的不可再生资
源能值(N)的数量级(E+23)远高于可再生资源能
值的数量级(E+21).我国城市代谢系统经济社会的
飞速发展仍然未摆脱对不可再生资源的依赖,水泥、
煤炭、汽油、柴油、电等不可再生资源能值的消耗不
断增长.尤其是中西部的重庆、石家庄等资源型产业
图 2摇 2000和 2010年案例城市的城市新陈代谢系统能值构成
Fig. 2摇 Composition of urban metabolic emergy systems of sam鄄
ple cities in 2000 and 2010.
R: 可再生资源能值 Renewable emergy value; IR: 本地可再生资源能
值 Indigenous renewable emergy value; N: 不可再生资源能值 Locally
non鄄renewable emergy value; IM: 进口能值 Imported emergy value;
EX: 出口能值 Exported emergy value; W: 废弃物能值 Waste emergy
value.
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城市依托于本地的矿产、化石等资源、能源条件,其
产业结构以资源开发利用为导向,近年来不可再生
资源能值消耗不断攀升. 2010 年,重庆、石家庄、郑
州、福州等城市的不可再生资源能值消耗是 2000 年
的 2 倍以上.而以广州、北京、上海为代表的大都市
型城市,对不可再生资源的依赖程度则比较稳定,研
究期间的不可再生资源能值略有增长,甚至出现了
下降.
相比于中西部城市的低进出口能值量,上海、北
京、深圳等经济社会高度发达的大都市高度依赖于
进出口资源、能源和服务能值. 2010 年,上海、北京、
深圳的进口能值( IM)占总能值量(U)的比例分别
达到了 91% 、89% 、92. 1% . 与 2000 年相比,大部分
城市的进出口能值均有所增长,以上海、北京、深圳、
苏州、广州等城市的进出口能值增长更加迅猛,这些
城市的代谢系统更加依赖于外部资源、能源的输入
和输出.尤其在全球一体化的进程中,高度依赖于外
部资源、能源的都市型城市代谢系统将对资源及其
价格的变化高度敏感和脆弱.
2郾 2摇 基于能值的城市新陈代谢特征测度
2郾 2郾 1 城市代谢系统年代谢能值通量摇 对案例城市
年代谢通量(U)的测度结果(图 3)显示,2010 年,上
海、北京、苏州、重庆、石家庄、深圳等城市的系统年
代谢能值通量较高,分别达到 4E + 24、3. 5E + 24、
2郾 1E+24、2E+24、1. 8E+24 和 1. 8E+24 sej,反映了
这些城市资源、能源和服务的输入输出量规模较大.
海口、西安、兰州、呼和浩特、贵阳、乌鲁木齐等城市
的系统年代谢能值通量较低,这些城市(除海口外)
均位于中国中西部. 中西部城市的年代谢通量与其
较薄弱的经济发展基础相吻合. 与 2000 年相比,
2010 年沿海和中部工业导向型城市经历了快速的
能值增长.改革开放之后,宁波、青岛、广州、深圳等
沿海城市,从出口导向型的经济发展中受益,是中国
经济社会发展比较发达的地区. 2000—2010 年,由
于进出口的大幅增长,以及钢铁和煤炭等不可再生
资源的消费增加,上海和北京等大都市都经历了大
规模的总代谢能值增长. 工业化的迅速推进增加了
城市的资源和能源输入、输出,尤其是沈阳、石家庄、
郑州等工业城市,其年代谢能值通量亦显著增长.此
外,随着中部崛起等国家战略的兴起,武汉、长沙的
经济活力得以进一步释放,2010 年,武汉和长沙城
市代谢系统的进口能值量成倍增长,分别是 2000 年
的 3. 8 和 4. 3 倍.
2郾 2郾 2 城市代谢系统外向度摇 对城市代谢系统能值
外向度(EE)指标的测算结果(图 3)显示,上海、北
京等世界城市以及深圳、青岛、宁波等开放型城市的
能值外向度达到了 0. 7 以上,代谢系统对外界高度
依赖.其中,深圳、上海、北京的能值外向度达到 0. 9
以上,即总能值中的 9 成以上为进出口能值,这 3 个
城市分别是珠三角、长三角和京津冀都市圈的龙头
城市.随着沿海地区成为推动国家经济增长的核心
力量,大部分沿海开放城市的能值外向度均在 0郾 7
以上,体现出高度外向型的代谢发展模式.值得注意
的是,这种外向型城市代谢模式亦存在着先天的脆
弱性,即代谢系统高度依赖于外部的资源、能源输
入,受波动的国际环境影响较大.与 2000 年相比,随
着城市代谢系统能值的积累,2010 年大部分城市的
能值外向度普遍提高,尤其是中部和东北省会城市.
说明在中部崛起、东北振兴等强有力的政策推动下,
内陆及东北部城市的开放度不断增强,进出口能值
得以迅速提升.
2郾 2郾 3 城市代谢系统通量摇 城市代谢系统通量———
人均代谢能值量(EP)代表了城市人均拥有能值财
图 3摇 2000 和 2010 年案例城市的年代谢能值通量(U)和能
值外向度(EE)
Fig. 3摇 Total emergy without exports and wastes (U) and emer鄄
gy external dependence (EE) of each sample city in 2000 and
2010.
98014 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 宋摇 涛等: 基于能值理论的中国城市新陈代谢摇 摇 摇 摇 摇
富的潜力. 2000—2010 年,两类城市的人均代谢能
值水平均较高.原因在于:上海、北京、广州、杭州等
综合性城市,是国家级经济、社会、文化、贸易、管理
的中心城市[31];中西部的区域级城市,如乌鲁木齐、
西宁等是一定区域内社会经济活动中处于重要地
位、具有多种主导功能的大中型城市,拥有相对较小
的人口基数,因而人均代谢能值量亦较高. 较之于
2000 年,2010 年大多数样本城市的人均代谢能值均
有大幅增长,尤其是上海、宁波、大连、青岛、福州等
沿海城市(图 4).
图 4摇 2000、2010 年案例城市的人均代谢通量(EP)、能值货
币比(EG)和环境负荷率(EW)
Fig. 4摇 Emergy per capita (EP), emergy per GDP (EG) and
environmental loading ratio (EW) of 31 sample cities in 2000
and 2010.
2郾 2郾 4 城市代谢系统效率 摇 城市代谢系统效率指
标———能值货币比(EG)的测度结果系统展示了案
例城市代谢系统能值流生产、转换的速率.由图 4 可
以看出,2010 年,北京、上海、苏州等城市的能值货
币比均达到 2. 0E+12 sej·yuan-1以上,是货币财富
购买能值综合能力的体现. 由于能值货币比为城市
代谢系统单位 GDP购买能值能力的相对指标,过低
的 GDP和过高的净能值量都会导致过高的能值货
币比,因而西宁、石家庄的能值货币比达到 5. 0E+12
sej·yuan-1以上,体现出城市代谢系统强劲的能值
购买增长潜力.相比于 2000 年,2010 年福州、上海、
长春、宁波、大连、石家庄和海口的能值货币比增长
1 倍以上,说明以上城市的能值货币财富购买能力
潜力巨大.研究期间,福州、长春和石家庄的资源能
值量快速增长,原因在于一方面是这些城市剧烈工
业化的直接映射,另一方面则是其为驱动经济发展
而花费大量能值财富的直接体现.
2郾 2郾 5 城市代谢系统压力摇 城市代谢系统压力———
环境负荷率(EW)的研究结果(图 4)显示, 2010
年,西宁、兰州和石家庄的环境负荷率为全国前三,
分别达到了 25、11. 3、11. 3;南宁、郑州和重庆等中
西部城市的环境负荷率都在 5 以上,资源利用效率
低下、重工业比重过大、第三产业发展滞后是其典型
的发展特征. 2000 年,环境负荷率最高的城市仍然
为中西部城市,石家庄、兰州、太原、郑州、呼和浩特
等城市的环境负荷率达到了 10 以上,说明研究期间
中西部城市的资源消耗型发展模式并未根本改变,
代谢系统发展对非可再生资源、能源高度依赖;这些
城市的资源能源导向型发展中,医药、化工、造纸等
传统产业行业的高能耗、高排放、高污染的“三高冶
特征明显,粗放式的产业结构亟需转型升级. 2000—
2010 年,沿海开放城市的环境负荷率亦有不同程度
的增长,可见伴随着城市化的快速推进,低碳、绿色
城市发展是所有城市提升新陈代谢效率的关键.
3摇 讨摇 摇 论
本文着眼于城市新陈代谢视角,通过城市代谢
系统的能值综合测度与定量分析,揭示了城市尺度
的新陈代谢系统结构及其效率表现. 与四川[32]、广
东[33]、北京[28]等地区的城市新陈代谢研究结果相
比,本文对 31 个案例城市新陈代谢外向度、通量等
的研究彰显出典型的代谢特征空间差异,细致地刻
画出了城市尺度新陈代谢的指标差异. 研究结果表
明,中国城市新陈代谢系统构成中,非可再生资源能
0901 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
值占系统能值总量的比例较高;能值比例最低的是
可再生资源能值与废弃物能值;随着城市新陈代谢
系统的发展,发达城市的外向型特征愈发明显,而中
西部城市则呈现出非可再生资源能值导向下的资源
型特征.
城市新陈代谢发展应凸显绿色低碳、弹性城市、
城乡统筹发展理念.发展风能、太阳能、生物质、地热
能等可再生资源、能源产业,改善非可再生资源、能
源利用效率,是城市可持续发展的必经之路.改进城
市弹性管理理念,尤其要在城市新陈代谢改善计划
中优化城市进出口服务、货物和燃料结构,优先替代
资源能源及服务业进出口发展,从而加强系统自组
织能力的发挥.通过发展大中城市的都市农业,以中
小城镇的特色农林业来优化城乡可再生资源的配
置,可实现城乡可再生资源的统筹协调发展.
能值分析是统筹城市新陈代谢系统主要构成要
素的较为有效的研究方法,但其本身大小的度量目
前还处于探索性阶段,要准确定量评价城市代谢系
统每一项构成的能值大小,如城市的区域性进口能
值、环境废弃物的能值损失等,都较困难. 本文提出
的度量城市新陈代谢效率的能值综合指标测度法,
虽然可为基于能值的城市新陈代谢模式的选择提供
较为充分的科学依据,但如果想进一步测度城市新
陈代谢差异化表现对城市社会经济、环境保育发展
的具体影响,还需要做更多的工作.从深化系统模拟
与格局研究来看,城市新陈代谢代谢通量、外向度、
系统效率等指标的选取值得进一步推广和深入探
索.城市新陈代谢内部要素结构剖析、城乡统筹视角
下的城市新陈代谢空间重构等前沿问题,将是拓展
城市可持续发展研究的重点领域.
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作者简介摇 宋摇 涛,男,1983 年生,博士研究生.主要从事城
市可持续发展及旅游地理研究. E鄄mail: songtaosongtao77@
163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
2901 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷