伴随着世界城市化进程的推进,城市系统正日益成为全球化世界中人类居住、商业活动和经济增长引擎的中心。大量人口涌入城市,城市的人类活动将更加频繁,随之带来的环境污染问题、人地关系问题、资源枯竭问题将继续深刻地影响着城市化的推进。近几十年来,随着我国城镇化与工业化的快速推进,区域经济得到了迅速发展,与此同时,给区域环境与可持续发展带来了巨大的冲击。在以“共抓大保护、不搞大开发”为导向推动长江经济带发展的大背景下,走生态优先绿色发展之路是湖南省当前和今后的重要发展任务。而长沙市作为省会城市及长株潭城市群的核心城市,是湖南省乃至中部地区的一个重要经济增长极,社会经济快速发展,同时也伴随着环境污染的日益恶化与城市可持续发展能力的弱化。因此选择长沙市作为研究区,一方面能够丰富城市新陈代谢的理论研究和案例分析,这也为长沙市进行“两型社会”的先行先试提供理论依据和实证参考意见,同时还为湖南省内其他区域的城市可持续发展、绿色发展带来示范和借鉴意义。本文提出了一种整合了能值理论,主成分分析法以及时间序列DEA模型来评价城市新陈代谢的方法,该方法通过能值理论,将社会经济系统与生态系统联系起来,同时,基于时间序列DEA模型充分考虑了每年技术变化的因素,在评价城市新陈代谢时更能考虑到技术变动因素对代谢效率的影响,弥补了传统DEA模型的测算效率的不足。本文主要研究内容是对长沙市城市新陈代谢情况进行较为全面的研究,通过研究长沙市生态系统的能值流确定相关能值指标,并建立能值评价体系,并通过能值分析来评价长沙市新陈代谢的格局、特征以及演变情况。同时还基于时间序列DEA模型对长沙市2000年至2014年的新陈代谢效率进行测算,并对其新陈代谢结果进行评价。结果表明,2009年后期到2010年前期间总体效率指数有短暂的回落,之后2011-2014年便呈现较为平稳的上升趋势并基本得以保持,而且这四个年份的资源利用是非常有效率的。这是因为在金融危机过后,2009年长沙开始进行产业结构优化,随着产业结构调整的深入和国家的财政力量的投入,以及长沙市发挥自身在“两型社会试验区”的政策优势,长沙开始加快了城镇化建设,尤其加强了城市基础设施建设,重点加强了在物流运输、主城区改造、城市综合体建设投入。从总体来看,总体效率指数在2003-2004年间呈下降趋势,在2004年跌至谷底,在这一时期,主要考虑到当时国内受到SARS疾病、自然灾害、通货膨胀、煤电油供应持续紧张导致的,拖累了经济的发展。长沙市新陈代谢目前存在主要的问题是城市资源利用不合理、生态环境负荷较重;城市可持续发展水平有待提升。对此长沙需要从如下四个方面进行改进:1.加快产业升级,促进产业结构调整;2.加大环境治理力度,将环境保护纳入到城市规划当中;3.各部门齐抓共管,合力提升城市环境管理水平;4.完善环境相关法律法规,增强环境监督约束机制。