2.2 主要研究方法
值得指出的是，目前针对于城市可持续发展的系统性研究与评估还较为少见，仅限于一些简单的指标体系设计，例如利用权重法、层次分析法等方法进行计算和分析[39].研究方法主要借助联合国在经济、社会、环境、机构四大系统框架下，提出的“驱动力-状态-响应”概念模型和可持续发展指标体系框架FISD（Framework for Indicator of Sustain-able Development）。国内外已经就以上三个主要议题开展了较为深入的研究，主要研究方法和研究途径如下：
2.2.1经济增长与社会可持续发展研究方法
城市社会可持续发展的研究普遍引入了人类文化学等社会科学的研究方法，抽样调查、问卷调查、访谈和网络分析是最为常见的手段。随着技术进步，很多有关城市犯罪的研究开始依托地理信息系统平台，揭示城市重点犯罪区域和犯罪类型，加强了研究的现实意义，对改善城市治安水平，保障市民安全做出了重要贡献[40-42].社会隔离的研究通常采用基于人口普查资料的隔离指标，最初只是依靠一些简化的指标，如1995年提出的相异指标和隔离指标，它们由于简便易行，在居住隔离尤其是多种族隔离的研究中受到广泛使用。但由于它只是简单地比较两个空间分布间的不平衡程度，所以受到一定程度的质疑，例如Massey和Denton提出隔离是一个多维度的概念，美国的城市在个人行为、制度落实和政府政策等方面存在隔离，所以简化的指标对问题的反映能力并不充足[43].
2.2.2城市资源环境承载力研究方法
城市承载力可以定义为一个城市在可以预见到的期间内，利用本地能源及自然资源和智力、技术等条件，在保障维持符合社会文化准则的物质生活水平条件下，能持续供养的人口数量。承载力是一个与资源禀赋、技术手段、社会选择和价值观念等密切相关、具有相对极限内涵的伦理特征概念，它本质上是灵活、动态的和多元化的衡量评价系统。城市承载力主要包括要素系统承载力和城市综合承载力两个方面。
①要素承载力：要素承载力具有“阈值”的含义，即如果超越该阈值将导致严重甚至不可逆转的环境破坏，造成城市发展中的要素短板，进而影响城市可持续发展。五项核心要素是与城市经济活动密切相关的土地承载力、水资源承载力、交通承载力和环境承载力。
②综合承载力：城市综合承载力是指城市在不遭受任何破坏时所能承受的最大负荷，即城市的资源禀赋、生态环境和基础设施对城市人口和经济社会活动的承载能力。城市综合承载力是一个具有“能力”内涵的概念。2006年，中国科协重大决策咨询研究项目成果汇编--《中国城市承载力及其危机管理研究报告》一书，对我国城市土地资源、淡水资源、大气与水环境容量、城市交通能力、粮食与食品安全保障能力等进行定量综合分析，探讨了我国城市承载力的现状和面临的主要问题[2,44].
生态足迹揭示和测度了城市增长和资源环境承载力的关系，从而评估城市发展过程中资源环境的可持续性。它最初由加拿大生态经济学家Wil?liam在1990年代提出，并由其学生Wackernagel逐步完善[45-47].在生态足迹测算过程中，通常将人类的消费项目分为生物资源、水资源、能源以及建筑用地4个部分，分别计算这些项目的生态足迹，即占用耕地、林地、草地、化石能源地、建筑用地和水域6种生态系统的面积。再与生态承载力测算结果相比较，分析生态环境是处于可持续发展的盈余状态，还是引起生态系统崩溃的不可持续状态[48-49].目前，生态足迹理论的应用已经十分广泛，近些年则逐步与投入产出法、产品生命周期等方法结合[50-52],用于测度城市和更大尺度地域范围的可持续发展。
2.2.3环境生态系统可持续性研究方法
城市生态服务过程的研究主要包括评估现状、设定目标、确定基准、长期监测和调控方案设计，其目的是提供城市发展的可持续性和生态功能的恢复能力，为城市居民提供更好的生活[53-54].由于生态系统服务涉及城市生态环境系统和社会人文系统的相互影响，因此研究方法和途径也较为多样化。
首先，研究者希望对城市的生态系统服务功能的大小进行整体评估。生态系统服务功能的大小通常通过服务的生物单元或社会价值（货币价值）表现，物质量和价值量是最常用的方法，物质量较为客观地反映不同的生态系统提供同种生态服务能力的大小，但在量纲限制下，难以表示各类生态服务功能的总和；而价值量在计算逻辑上有一定理论缺陷，较为主观，但以货币的方式表现生态系统服务能力的总和，更具实际意义，便于决策者的认识和判断，费用支出法、市场价值法、机会成本法、影子工程法、恢复与保护费用法、旅行费用法和享乐价格法等是目前常见的价值量计算方法[28-29,55].
其次，研究者对城市生态环境的变化及其作用进行了广泛的研究。城市生态环境由多要素组成，并从多方面影响城市和区域发展。利用遥感和相关技术，对城市生态系统的要素（生物、土壤、空气、水体、社区）、格局（景观、绿地、不透水地表、土地利用）、过程（径流、地气交换、热量平衡、物质代谢）和功能（水资源、生物多样性、生物生产力、生活质量）开展的长期监测，为深刻解构城市生态系统的结构、格局、过程、功能特征及其变化提供了大量可靠的数据，大大提高了这方面研究的可行性和系统性。美国是开展城市生态服务系统检测的先驱，例如凤凰城在城市中布设了多种类型的长期观测样地（表1），对城市的土壤、植被、土地利用、动物、水等方面开展全方位监测，并得到了很多有益的研究结论，如土地利用和土地覆盖变化对城市局地气候变化的作用强烈，城市化的热岛效应引起内部植物种群和群落的构成以及生长季候变化等[56].
最后，近年来，生态系统服务的享受者的感知和意识引起了广泛关注，社会调查和行为学研究的方法得到普遍采用。例如，凤凰城在其城市生态系统检测网络建设中，加入了居民对城市生态环境感知的社会调查，通过对居民主观认识和行为的调查，分析城市生态系统变化和社会经济发展及居民行为间的相互作用，以及城市居民对生态系统演变的适应过程[56].在高密度城市生活中，城市绿色空间成为居民和自然系统接触的重要节点，城市居民对城市开敞空间和公共绿地的感知较城市生态系统的其他部分也更为清晰和明确。所以，学者们从居民对城市绿色空间的感知和意识上开展了大量研究。城市绿色空间为居民具有为居民提供锻炼和休闲的场所[57]、提高人们的健康水平和福利[58],提供接触和了解自然界的机会[59]、加固社会关系[60]、释放压力和减轻精神痛苦[61]等作用，所以应当从政策和规划的角度鼓励城市居民在公共绿地锻炼和游憩，提高城市绿地对居民健康的福利[62].此外，一些研究关注到绿色空间的作用，提出城市绿色空间对犯罪的庇护作用，人们对充斥于城市绿色空间犯罪的恐惧，对居民的身体健康、精神状况和福利也产生重要影响[63-65].
3 城市可持续发展研究评述及启示
3.1 城市可持续发展研究评述
当前，国外的城市可持续发展研究已经基本揭示城市发展过程中经济、环境与社会之间的复杂关系（图3），这种复杂关系构成了城市可持续发展的动力过程和制约因素。因为城市的发展必然引起城市人口对资源环境和社会生活数量及质量的需求提高，因此城市可持续发展必须解决城市增长过程中以人和空间之间的供给和需求矛盾。
总体而言，未来国际上城市可持续发展研究趋势主要包括：①研究目标和议题日益明朗。随着城市社会时期到来，以及全球环境及发展危机日益突出，可持续发展研究重心转移到城市，城市可持续研究的议题也逐渐明朗，主要研究热点问题包括：城市弹性或弹性城市（Resilience）、城市对气候变化的响应（Climate change）以及城市的生态系统服务（Eco-system services）。城市可持续发展为未来城市发展提供了务实发展理念，塑造了绿色城市、生态城市和低碳城市等美好的发展愿景。②多学科交叉，集成创新成为突破可持续发展难题的途径。从具有首创性的亚利桑那州立大学可持续发展研究院的学科组织架构和欧盟等计划等来看，凝合不同专业领域的学科知识是解决城市可持续发展问题的必要途径。③地学为多学科交叉创新提供平台。因为具备资源承载和空间分析等方面的优势，地学往往为城市内外环境要素研究提供基础性理论、方法和基础手段，同时也为多学科知识的集成与综合提供了平台和媒介，这一作用在中宏观尺度的研究中体现得格外明显。④改善城市空间结构与形态是提升城市可持续性的重要方面。城市的可持续发展研究可以从内外环境和不同的空间尺度上开展。从城市自身空间来讲，优化城市形态（土地利用和交通方式）可以降低城市居民出行成本、减少温室气体排放、避免城市扩张所带来的生态环境破坏。因此城市形态优化在目前城市可持续发展研究中占据重要地位。此外，实践中，低碳城市、生态城市等概念已经广泛运用于城市可持续发展建设，城市规划者和决策者探索出很多落实城市可持续发展的具体途径，如提倡紧凑型城市设计[66],倡导综合式土地利用[67]、公共交通导向[68]、低碳社区规划[69]等。
