1.4 研究方法与技术路线

1.4.1 研究方法

研究方法上，本书借鉴了国内外城市新陈代谢研究的基本理论和实践经验，以热力学理论、城市地理学、产业经济学、环境科学以及系统科学理论为指导，注重对多种研究方法的综合应用。主要体现在以下几个方面：

（1）能值理论与实证分析

首先，在弹性城市、热力学理论、城市地理学、产业经济学的理论基础上，综合城市新陈代谢（物质代谢）相关研究进展，总结出基于能值的城市新陈代谢基本理论和框架体系，从理论上构建城市新陈代谢的判定标准、效率测度模型体系、演变规律及形成机制，进而紧密结合案例区域城市新陈代谢现状开展实证研究，实现了从理论到实践，再从实践中检验理论的认识过程。

（2）定量测算与定性结论相结合

在前人研究的基础上，以各种相关理论为指导，运用能值分析和系统分析的方法，探讨城市新陈代谢的指标及综合测度方法，尤其是数据包络分析等分析方法主要用于刻画案例城市新陈代谢的投入产出效率。根据得到的定量分析结果得出具有一定普遍意义的结论。其中定性分析方法主要包括：归纳-演绎法、系统分析法、分析-综合法、历史-逻辑法、比较分析法等。基于定量分析手段得到文中各个章节的分析结果，主要包括能值分析法、GIS空间分析、系统动力学方法、数据包络分析、一般统计分析等多种定量分析手段。

（3）弹性理念与能值理论的耦合

将弹性城市理念系统解构，通过弹性经济、弹性生活、弹性能源、弹性空间等系列概念，全面应用于基于能值的城市新陈代谢理论与实践中，科学、准确地反映城市新陈代谢的现状与发展，提出可持续的城市新陈代谢发展模式及路径。

（4）GIS分析方法

地理信息系统（GIS）是组织、管理、分析地理空间信息的技术系统，能科学地管理和综合地分析城市空间数据和属性数据，保证数据现势性和准确性，科学、准确地反映城市的现状与发展，是提出合理决策、辅助城市规划和管理的先进的技术工具。本书将利用GIS分析方法对典型案例城市的新陈代谢、资源、环境、产业、空间要素数据和属性数据进行分析和处理，为城市新陈代谢研究提供可靠的技术支持。

1.4.2 研究区域的界定

本书以城市地区这样一个特殊的区域为研究对象，包括两个尺度的研究区域研究。

其一为全国尺度的基于产业发展的城市新陈代谢研究，将选取数个城市区域进行比较研究，分别包括直辖市、省会城市和部分地级城市代表。原因是：根据以往学者的研究，北京、上海、天津、重庆四个直辖市为城市新陈代谢研究的热点，但相互之间的代谢特征、机制比较研究缺乏；省会城市虽然在城市新陈代谢结构、效率及机制上彼此不同，但能在一定程度上代表各个省域的产业经济发展水平，从而间接刻画出城市新陈代谢的地域差异性；而在部分地级市代表的选择上则力争选择典型的差异化产业动力发展城市，包括大连、青岛、宁波、厦门等副省级城市。鉴于此，本书将重点选取若干个城市地区为案例进行总体的归纳与对比研究，相对于仅仅以某一种动力机制作用下形成的城市新陈代谢为对象的研究，本研究可以更加充分、更加科学地展现城市新陈代谢特征及其类型差异。

其二为案例城市的深度研究。本书将对案例城市北京进行基于能值的城市新陈代谢研究，包括案例城市的新陈代谢综合测度；案例城市新陈代谢的演变和形成机制；案例城市不同政策导向下的新陈代谢测度与预测等。

1.4.3 数据资料的获取

对于数据和资料的获取，笔者有以下考虑：（1）对于城市新陈代谢特征的分析，主要利用《中国城市统计年鉴》、《中国城市年鉴》、《北京统计年鉴》中关于再生资源、不可再生资源、区外输入（进口）资源、输出（出口）资源、能源消费、废弃物等方面的数据。（2）对于社会经济发展特征的研究，主要采用2010年案例城市的社会经济数据，由于受到统计口径和数据来源的限制，可以查阅各地统计年鉴、国民经济和社会发展公报等。（3）对于图形数据，采用2010年全国以地级市为单元的行政区划图。总体来看，本书的资料重点集中在北京、上海等城市的资源、能源相关数据，产业经济发展状况的相关数据，社会统计数据等。

1.4.4 技术路线

技术路线如图1-1所示。