城市是人类文明进步的象征，城市化是世界各国发展的共同趋势。随着城市化的发展，人类活动已经强烈地参与到自然地质作用中，共同作用于地质环境，使城市地质环境所受压力与日俱增，甚至直接影响和制约着城市的发展和改造，城市地质环境问题已成为影响社会可持续发展的主要因素。 环境地质工作，尤其是城市环境地质已成为当前地质研究工作的重要内容，肩负着推动地质科学发展的重任。实践证明，对于城市地区，必须把人类活动和地质环境作为一个整体加以研究，应尽可能深入地利用地质学、地理学、物理学、化学、生物学、社会科学、系统科学等学科的理论和方法来研究人类活动所引起的复杂地质环境问题，才有可能找到解决问题的思路和办法。 就地质环境而言，不同地区、不同人类开发活动及水平将会对该地区的地质环境产生不同程度的影响，开发强度不够，社会生产力低下，会直接影响人民群众的生活水平；开发强曼过大，又会影响、干扰以致破坏人类赖以生存的地质环境，制约社会生产力的提高。如何使现有的资源和环境能够承受快速的经济发展与社会进步，使城市步入可持续发展的轨道?这是一个迫切需要解决的重要课题。以上海市为例，中心城区、沿江沿海地区高强度的工程建设、地下空间开发及地下水资源开采，导致地质环境发生了明显的变化。上海市社会经济的可持续发展正面临着地面沉降、水土污染、地壳稳定性等地质环境问题的影响，城市管理与防灾减灾工作急需城市环境地质研究人员从统观全局的高度和多学科交叉的角度提供服净与支持。 在上述背景下，本论文从城市地质环境系统的角度出发，采用多学科交叉的方法，研究现代城市地区人类经济活动与地质环境之间的复杂关系问题，突出人的主观能动性和地质环境的反馈作用；并以此为基础，重点研究城市地质环境对人类活动的承载能力，力求找到合理的计量和评价方法；从而为城市的可持续发展提供依据，并在理论层次上丰富环境地质学科的内涵。 论文具体研究内容、思路、方法和得出的主要观点、结论如下： (一)城市地质环境系统分析 1、从环境地质理论中地质环境的概念出发，定义了城市地质环境系统，即在一定的城市区域中，城市人类活动与城市地质环境的统一体通过系统内各部分之间或与系统外部不断地以物质交换、能量流动、信息传递等形式而发生相互作用，构成的具有一定结构和功能的有机联系的整体。 2、将城市地质环境系统划分为自然子系统和人工子系统，并总结了城市地质环境系统的特征：整体性、进化性、不可逆性与难控性、极限性、区域分异特性、灾害和环境问题的社会性等。 3、城市地质环境系统的结构包括硬结构和软结构，其功能包括生产功能、生活功能、还原净化与资源再生功能。城市地质环境系统的结构和功能之间是一种形式与内容的关系，相辅相成，相互制约，共同发展。 4、城市地质环境系统发展演化的主要条件包括：(1)影响因素种类、个数的变化；(2)影响因素作用强度的改变；(3)作用强度的速率变化；(4)各影响因素排列次序的变化(影响因子排序的变化)。城市地质环境系统演化的主要形式包括渐变和突变，两者之间存在一定的交接关系。 5、通过分析城市地质环境系统的耗散结构特征，提出城市地质环境系统演化的耗散结构模型及其识别方法。 6、论述了可持续理念下的城市地质环境系统调控的三大原则：保持非平衡状态，增强与外界的交流；积极应对变化；选择性地放大涨落。 7、从系统分析的角度，指出城市发展过程中工程经济活动与地质环境相互作用的关系是城市地质环境系统中最基本的关系，而技术和经济则是可持续发展的重要保证。 (二)现代城市中人-地相互作用的机制研究 1、现代城市中人-地相互作用表现在；人类对地质环境的依赖；人类活动对地质环境的影响；地质环境对人类活动和城市发展的制约；城市地质环境对人类活动的反馈。 2、提出人-地相互作用的概念模型：在模型中，物质、能量和信息在整个城市地质环境系统中通过人-地相互作用而不断流动和转化；人类活动对地质环境的功能性效应表现为正效应和负效应。 3、详细分析了城市中几种典型人-地相互作用的机制：包括城市污染物排放及其反馈机制、城市抽取地下水的影响和反馈机制、城市工程建设的影响和反馈机制。 4、从环境监测的时间序列数据出发提出城市中人-地相互作用的预测模型：包括单因素非线性回归模型和二元非线性回归模型。 (三)城市地质环境承载力理论与计量方法研究 从城市地质环境系统和城市中人一地相互作用的机制分析出发，提出城市地质环境承载力的概念、特征、制约因素和不同的计量、评价方法。 1、给出城市地质环境承载力的定义：在一定时期的城市范围内，在一定的环境目标下，在维持地质环境系统结构不发生质的改变，系统功能朝着有利于人类社会、经济活动方向发展的前提下，城市地质环境系统所能承受人类活动和外部力量的影响与改变的最大能力。 2、城市地质环境承载力是城市地质环境系统结构特性的一种抽象表示，它可以表征系统的功能会因人类对地质环境的改变而变化，是城市地质环境系统活力的表现。城市地质环境承载力是客观存在的量，具有可变性和可控性。 3、与人类活动有关的因素是调控地质环境承载力的主要因素，包括科技发展水平、经济活动模式、人类自身活动和系统之外的因素等。 4、根据地质环境的发展演化和地质环境承载力之间的动态变化关系，可以将城市地质环境发展演化分为七种状态，可持续发展应是在略低于地质环境承载力阈值的状态2、3和6之间转化的发展状态。 5、提出了不同的城市地质环境承载力的计量模型 (1)城市地质环境承载力计量与评价的一般方法：将地质环境指标分为地质环境条件类、地质资源类和社会经济技术类指标，分别进行选取；专家打分．层次分析的定权方法比较实用；改进的模糊聚类和灰色聚类模型是目前对单元相对承载力进行评价的较好方法。 (2)从信息熵理论出发，提出城市地质环境承载力的信息熵聚类模型，可适用于多个城市之间的地质环境承载力横向对比和同一城市不同时期的地质环境承载力纵向对比。 (3)定义地质环境承载力的剩余度为：在某一时期的承载力指标体系中各项指标的取值与理想状态下阈值的差值与其阈值间的比值。提出城市地质环境承载力剩余度计量模型，可判断某一时间段城市地质环境系统的状态。 (4)提出城市地质环境相对承载力的概念，即城市地质环境系统中的自然子系统—地质环境对人工子系统中某一项人类活动的承载能力。城市地质环境相对承载力的评价方法可适用于特定目标下，城市中不同区域的地质环境相对承载力的评价和分析。 (四)上海市人一地相互作用分析及地质环境承载力的应用研究 1、借鉴上海市1990．2004年的统计数据，分析了其人-地相互作用关系。并在此基础上，根据上海市的现状时间序列数据曲线，利用单步长滚动的方法预测了上海市2006、2010和2015年人．地相互作用主要数据指标的变化情况。 2、采用地质环境承载力信息熵聚类模型、综合剩余度模型和相对承载力的评价方法，分别对上海市的地质承载力进行计量，并对结果进行了综合分析研究。 (1)通过地质环境承载力信息熵聚类模型的计量可知：从1990年到2004年，上海市 地质环境承载力持续增大；在2004年上海、北京、广州、武汉四城市地质环境承载力对比中，广州市的综合承载力指数最大，上海市的承载力综合指数最小。说明：地质环境承载力的提高幅度取决于正效指标的增大幅度和负效指标的减小幅度：城市经济的发展、环保措施的加强和地质环境质量的改善有利于地质环境承载力的提高。 (2)通过地质环境承载力剩余度模型的计量可知：2004年上海市地质环境状况对于城市的经济发展和人类活动的支撑状况正处在轻微的超载状态。 (3)通过对上海市地质环境相对承载力的评价可知：上海市区域之间在地面建筑适宜性、地下空间开发适宜性和地下水易污性方面差异较大，差异性主要与基本的地质环境质量有关，与经济技术的发展水平无关。 (4)探讨了上海市提高地质环境承载力的方法和措施：经济方面，应不断提高城市的经济发展水平；生产方面，应通过技术革新不断提高各产业的生产效率；资源方面，应优化配置，合理利用现有资源；环保方面，应加强污染监控和治理力度，改善地质环境质量；思想方面，应不断提高公众的环境保护意识。 4、根据上海市人．地相互作用分析和地质环境承载力的计量分析结果，提出上海市地质环境保护和地质灾害管理方面的可行性措施与建议。 总而言之，本文通过对城市地质环境系统和人．地相互作用机制进行分析研究，初步建立了城市地质环境承载力的相关理论和计量方法，使环境地质学科与人文地理学科在人地关系问题上有机地结合，丰富了城市环境地质的理论体系。并用所提出的理论和方法在上海市进行有益的实践，进一步探索出解决城市地质环境问题的新途径，但愿能为上海市的可持续发展做出贡献。