城市环境问题的深层原因是城市代谢过程出现了问题。城市代谢研究,是分析城市在人类各种活动影响下,如何将取自生态系统的物质和能量进行转换、利用与处理的过程,成为评价城市可持续发展的重要依据。早在19世纪末,就有有关能量流分析社会代谢的概念;近期最具代表性的是Howard T.Odum。首先从城市代谢研究的兴起和发展出发,然后分环境评价、空间层面、动态模拟三方面,对Odum的能值方法在城市代谢分析中的应用进行了回顾。环境评价方面以生态经济学为理论基础,提出发展具有生物物理基础的能值方法,对城市代谢的生态评估更为恰当;空间层面结合景观生态学,为区域空间规划提供了参考,并指出土地利用变迁与社会代谢间的相关性研究为当前的核心问题;动态层面仍以系统生态学建立整合性系统模型为基础,但空间系统模拟方法的发展仍处于起步阶段。各个学科与方法的整合促进了城市代谢研究的进一步深化。最后,建议未来应用能值研究城市代谢的4个研究方向有:(1)城市代谢与可持续发展之间相互关系的研究;(2)城市代谢与土地利用变迁相互驱动的模型发展;(3)基于代谢过程的城市管理对策研究;(4)全球环境变迁对土地利用和城市代谢的影响。