城市无限增长和蔓延引发的环境问题受到了越来越多的关注。我国很多城市，尤其是老工业城市，环境污染已经成为限制其经济和社会发展的瓶颈，需要从机理上探讨其问题的根源，改善其环境质量。本研究以系统论为基础，存前人城市系统模型框架的基础上进行深入探索，建立了一个新的立足于探讨城市物质系统与非物质系统各部分之间的相互关系和作用机制的系统模型。在这个模型框架基础上，重点分析政策演变、技术进步对城市生态环境系统的影响。　　 本文采用全国城市总体水平、典型城市和典型企业三个不同尺度的案例来分析和验证城市系统概念模型，以政策的压力所带来的技术响应和环境效益为思路分析政策-技术-环境三个系统间相互作用关系：(1)全国城市总体层面，研究了全国环境政策和城市发展政策的环境影响，其中重点以二氧化硫为分析因子，分析了环境政策对二氧化硫减排的作用机制。(2)城市尺度，探讨了典型老工业城市株洲市环境保护发展变迁对城市整体环境变化的影响。(3)企业尺度，以株洲市三家典型的工业企业为对象，深入探讨了政策、技术和环境三个系统之间的相互作用。　　 本文的主要结论是；政策的引导和技术的支持对于解决城市环境问题起着至关重要的作用。政策系统的变化能够调控和引导技术系统的发展，促进企业技术改进，达到节能减排、清洁生产的环境效益，从而对环境系统带来积极的影响。概念模型中非物质人工系统，即政策系统在城市系统中的重要作用，它对技术系统和环境系统有着重要的调控作用。