随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，资源消耗和污染排放不断加剧，而由于社会经济发展水平的认识限制，还未构建起完备的资源减量、废弃物循环的技术体系，引发严重的城市生态环境问题，引起了学术界、政府部门和城市管理者的广泛关注。本书作为城市代谢领域的专著，在反映国内外相关领域研究进展和学术思想的基础上，深入探索和创新，突出城市代谢理念、理论与方法的先进性，强调其在城市规划、设计与管理方面的实用性，并突出城市研究的系统性和应用性。全书共11章，分别论述了城市代谢内涵、研究进展、研究框架、核算评价、模型模拟、优化调控、多要素应用案例等内容。
样章试读
目录
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前言
理论篇
第1章 城市代谢内涵 3
1.1 城市代谢概念 3
1.1.1 城市生命体 3
1.1.2 概念演化 7
1.1.3 概念隐喻 8
1.2 城市代谢过程 9
1.2.1 城市代谢过程解析 9
1.2.2 城市代谢主体划分 12
1.3 城市代谢特征 16
1.3.1 生长发育和遗传变异 16
1.3.2 开放性和依赖性 18
1.3.3 稳定性和稳健性 18
参考文献 19
第2章 城市代谢研究进展 21
2.1 城市代谢的研究意义 21
2.1.1 可行性 21
2.1.2 必要性 22
2.1.3 紧迫性 23
2.2 CiteSpace知识图谱分析 24
2.2.1 基本情况分析 24
2.2.2 研究前沿分析 29
2.2.3 研究基础分析 36
2.3 城市代谢研究的发展历程 40
2.3.1 起步期（1965～1980年） 40
2.3.2 衰落期（1981～2000年） 41
2.3.3 兴起期（2001年至今） 43
2.4 城市代谢研究的尺度与边界 47
2.4.1 多维尺度 47
2.4.2 多重边界 49
参考文献 50
第3章 城市代谢研究框架 58
3.1 复合生态系统理论 58
3.1.1 子系统构成 58
3.1.2 结构与功能 60
3.2 生态热力学理论 62
3.2.1 活力代谢 62
3.2.2 熵变演化 63
3.3 系统生态学理论 64
3.3.1 整体论与还原论融合 64
3.3.2 基于系统生态学的城市代谢研究 65
3.4 研究范式与技术框架 67
3.4.1 研究范式 67
3.4.2 技术框架 70
参考文献 71
方法篇
第4章 城市代谢的核算评价 75
4.1 核算方法 75
4.1.1 物质流分析 75
4.1.2 元素流分析 81
4.1.3 能值分析 85
4.2 评价方法 87
4.2.1 演化测度 87
4.2.2 互动测度 91
4.2.3 能值评价 94
参考文献 96
第5章 城市代谢模型模拟 98
5.1 基于物质能量代谢的网络模型 98
5.1.1 要素代谢网络模型 98
5.1.2 物质代谢网络模型 106
5.1.3 代谢空间网络模型 110
5.2 基于投入产出表的网络模型 115
5.2.1 实物型投入产出表编制 115
5.2.2 物质代谢网络模型 117
5.2.3 能量代谢网络模型 119
5.3 网络特征模拟 121
5.3.1 网络结构模拟 121
5.3.2 网络功能模拟 123
5.3.3 网络路径模拟 128
参考文献 131
第6章 城市代谢优化调控 133
6.1 因素分解分析 133
6.1.1 碳代谢因素分解 133
6.1.2 氮代谢因素分解 137
6.1.3 物质代谢因素分解 138
6.2 相关性分析 139
6.2.1 脱钩分析 139
6.2.2 重心分析 142
6.3 系统动力学仿真分析 143
6.3.1 产业结构优化 143
6.3.2 人地承载力优化 146
参考文献 147
应 用 篇
第7章 物质代谢过程分析 151
7.1 流量视角下北京城市重量分析 151
7.1.1 城市重量及其结构分析 152
7.1.2 代谢主体贡献的解析 156
7.1.3 城市重量影响因素识别 158
7.1.4 讨论与结论 160
7.2 存量视角下北京城市重量分析 162
7.2.1 城市重量及其结构分析 163
7.2.2 子类结构与项目分析 165
7.2.3 存量影响因素分析 170
7.2.4 讨论与结论 173
7.3 北京物质代谢关键主体识别 176
7.3.1 关联性分析 177
7.3.2 优劣势分析 180
7.3.3 讨论与结论 181
参考文献 182
第8章 能量代谢过程分析 185
8.1 能源代谢过程分析 185
8.1.1 不同精度城市能源代谢网络的特征分析 186
8.1.2 中国能源供需重心转移及空间格局分析 195
8.1.3 讨论与结论 200
8.2 城市能值代谢网络特征分析 203
8.2.1 代谢核算评价 204
8.2.2 代谢路径 207
8.2.3 代谢关系 209
8.2.4 讨论与结论 211
8.3 京津冀隐含能代谢网络分析 212
8.3.1 流量分析 213
8.3.2 关系分析 218
8.3.3 讨论与结论 221
参考文献 223
第9章 碳代谢过程分析 225
9.1 北京碳代谢主体识别 225
9.1.1 北京碳代谢总量及其结构变化 226
9.1.2 碳失衡指数贡献主体识别 227
9.1.3 外部依赖性贡献主体识别 229
9.1.4 讨论与结论 230
9.2 京津冀碳代谢空间梯度分析 233
9.2.1 碳代谢吞吐量核算及其空间分布 234
9.2.2 土地利用/覆盖变化对梯度分布的影响 239
9.2.3 讨论与结论 242
9.3 北京碳代谢空间网络分析 244
9.3.1 综合流量及其空间格局 245
9.3.2 生态关系及其空间格局 249
9.3.3 讨论与结论 251
9.4 中美贸易碳代谢路径分析 252
9.4.1 中美贸易碳转移量及其结构分布 253
9.4.2 中美初级产品进口产业关联分析 256
9.4.3 中美初级产品出口产业关联分析 258
9.4.4 基于贸易的碳减排指标调整建议 260
9.4.5 讨论与结论 262
参考文献 264
第10章 城市氮代谢过程分析 267
10.1 北京氮代谢过程核算及影响因素识别 267
10.1.1 活化氮输入总量及其结构特征 267
10.1.2 人为活化氮消耗的影响因素分析 272
10.1.3 讨论与结论 278
10.2 北京氮代谢网络分析 282
10.2.1 氮代谢网络流量分析 284
10.2.2 氮代谢生态关系分析 292
10.2.3 流量-效用层阶结构 296
10.2.4 讨论与结论 300
参考文献 304
第11章 园区代谢过程分析 307
11.1 园区共生代谢过程分析 307
11.1.1 共生代谢网络的形态分析 308
11.1.2 核心-边缘结构分析 311
11.1.3 连通性分析 313
11.1.4 讨论与结论 316
11.2 园区硫代谢过程分析 317
11.2.1 硫代谢网络模型构建 318
11.2.2 结构特征分析 321
11.2.3 功能特征分析 324
11.2.4 讨论与结论 329
参考文献 331
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