20世纪中叶以来，生态环境的恶化已危急到人类生存和发展；随着社会和经济的进一步发展，对能源需求量的急剧增加导致近代环境-能源问题更加突出。面对当前在人口、资源、环境与经济发展之间的矛盾，国内外出现了多种环境评价体系和研究方法，但由于这些评价体系大都是针对某种具体对象而提出的，例如对大气质量的评价、对水质的评价等，而对环境与能量消耗相互影响的底层原因及定量化很少涉及。针对这种情况，本文以能源-环境-经济系统为研究主体，以能量流动为研究对象，以北京城市系统为具体算例。对能流、物流、货币流、人流等基本生态流进行能值分析，寻找城市系统中能源与环境矛盾产生的根本原因，并提出相应的解决方法。本论文的研究工作主要包括以下几个方面：（1） 分析了现有的环境评价体系中的不足之处，以环境协调性评估LCA的评价方法为例，逐项列出系统能量损耗，从环境与经济、能源与环境两个方面来探讨能源与环境相互作用的机理。（2） 提出以能量作为测度单位的环境-经济系统的能量核算体系，应用能值分析为理论基础，借助太阳能值转换率，计算出北京城市生态系统从1995年至2000年的基本生态流的太阳能值，把各种不同等级、不同类别的能量统一成可以比较或相加减的能值。（3） 通过理论建模与分析，得到一系列可反映环境和经济的能值指标，同时与香港及其他相应系统进行比较，综合分析北京市自然环境基础、能源利用状况、经济特征以及环境与能源消耗的关系。（4） 在综合利用MINITAB软件预测北京市的人口增长与能源消耗的关系，并提出了一些建议。本文提出的以能值分析为基础的经济-环境系统的研究方法，为完善城市环境评价提供了参考；同时，以能量为测度单位的定量分析，可以为建立“环境-能源-经济”交叉学科提供部分基础理论，为城市能源政策和可持续发展规划作了有益的探索。