国家可持续发展实验区(简称实验区)的建设是我国实施可持续发展战略的重要实验示范基地，实验区研究的关键是确定可持续发展水平。本研究以榆林市为例，一方面结合实验区建设发展特点，分别从经济、社会、资源和环境四个方面，筛选出29个评价指标，运用主成分分析方法，对其可持续发展水平进行综合分析与评价。结果表明，近年来榆林实验区可持续发展水平不断提高。另一方面采用能值分析方法，引入"生态效率"概念，从能值流量、能值效率角度构建实验区能值评价指标体系，通过可持续发展指数(ESI)、改进的可持续发展指数(EISD)、生态效率指数(UED)评价榆林实验区持续发展水平。结果表明：ESI不断减小，而且处于远大于10的状态，表明榆林市经济发展水平仍处于不发达状态EISD逐年减小，意味着单位环境压力下的社会经济效益逐年降低；生态效率指数逐年减小，表明城市自组织能力、发展潜力以及再生循环能力有待提高。结论：能值理论与生态效率理论方法的整合对于实验区发展水平的评价更为客观，且能够消除实验区研究类型障碍，进而实现对不同等级、不同规模实验区可持续水平的评估与比较，对于寻求实验区发展症因和优化实验区发展有直接的意义。当前，榆林实验区应在原有发展基础上不断进行技术创新，提高输入能值的利用效率和废弃物资源化效率，降低系统对不可更新资源的依赖程度，加大开发可更新资源力度，提高单位环境压力所换取的社会经济效益，从而实现系统的可持续发展模式优化。