干旱区城市代谢网络结构研究-以金昌市为例

With the acceleration of urbanization, China is facing the serious urban environmental challenge. Due to the sensitivity and vulnerability of environment, the urban environmental problems in arid China are even worse. From the perspective of metabolism, the environmental problems are result of the chaos and unbalance of material and energetic metabolic structure in urban system. So it is significant to capturing the cause of environment problems through analyzing the structure of metabolic system. By integrating material flow analysis, input-output analysis and network environmental analysis, the study will examine the mutual interaction and control situation within the urban system of Jinchang City which located in arid northwest China, and assess the environmental effects of urban metabolism and sustainability of urban system. Based on that, the study will analysis the internal relationship between metabolic network structure and environmental effects and system sustainability to identify the possible pathway to alleviation the resource and environmental problems and enhance the sustainability of urban system by adjusting the metabolic network structure. The study not only can replenish and improve the theoretic system of urban metabolism research, but also can provide the theoretic basis and policy reference for sustainable development of urban in arid area.

随着城市化进程的加快，我国正面临严重的城市环境问题。由于生态环境的敏感性和脆弱性，干旱区城市发展面临的资源环境压力更大。从代谢角度而言，城市环境问题可以归结为物质、能源代谢结构的紊乱和失衡，因此，如何从代谢结构角度，系统解析环境问题症结所在，具有一定的理论和现实意义。 本研究以地处干旱区的金昌市为研究区域，利用物质流和投入产出分析，建立物质、能源代谢账户，构建代谢关系网络，并利用网络环境分析方法，通过分析代谢主体之间的直接和间接互动关系，辨识网络控制和依赖主体，进而剖析代谢网络结构，度量代谢的环境效应和城市系统可持续性，基于此，解析代谢结构与城市环境问题、城市可持续性之间的内在联系，探讨如何通过改变代谢结构，实现资源节约、减轻环境污染和增强城市可持续性的对策，以期为城市代谢系统结构研究提供新的思路和方法,为干旱区城市可持续发展提供理论和实践支撑。

随着城市化进程的加快，我国正面临严重的城市环境问题。由于生态环境的敏感性和脆弱性，干旱区城市发展面临的资源环境压力更大。干旱区城市所面临的环境问题可以归结为城市物质和能量代谢系统结构的紊乱和失衡。本研究在执行期间，利用1999-2013年社会经济、资源消耗、污染排放等统计数据，完成了金昌市社会代谢账户的建立，基于代谢账户分析了金昌市代谢效率的演变过程；利用利用0.5米分辨率卫星数据，完成了2003、2011和2015年三期的累积代谢账户的建立，基于累积代谢账户分析金昌市累积物质代谢的时空分布及其演变；基于金昌市的实证研究，提出了基于能值/物质流分析、结构分解模型和数据包络分析的城市代谢效率分析框架和评价模型，并应用到不同尺度区域进行实证分析；通过将水文学领域的Hurst指数引入到可持续性相关指标在时间尺度上的演变分析，解决了具有分线性特征可持续性指标无法用传统回归分析进行趋势研究的问题。三年期间，共发表论文28篇，其中SCI/SSCI期刊论文10篇，CSSCI期刊论文8篇，其他中文核心期刊论文8篇，完成既定的研究任务目标。