本文通过社会代谢多尺度综合评估(Multi-Scale Integrated Assessment of Societal Metabolism, MSIASM)方法,采用人类活动时间、体外能投入、增加值流量、生物-经济压力和不同组织尺度下的体外能代谢率、能源密度、劳动经济生产率等指标,并将能源消费碳排放融入评估框架,评价了中国四大直辖市2004年至2010年的社会代谢及其综合发展状况。研究结果显示：四大直辖市整体社会代谢发展良好,体外能代谢率和生物-经济压力稳步上升,能源密度和单位能耗碳排放不断降低,总体呈现良性发展态势。从人类活动和体外能投入的社会开支上来看,四市从经济和生物物理角度增长幅度都较小,在产业结构分布上四大直辖市尚需进一步提高第三产业和家政部门的劳动时间和能源投入比重,并重视家政部门活动时间的内部结构问题。从能源密度倒数表征的经济生产能源效率指标看,上海、天津、重庆第二产业的经济生产能源效率皆长期不如第一产业,这一反常现象要引起有关职能部门的重视。从各个直辖市的社会经济系统各部门表现来看,各城市体现了自己的突出特点。上海市以其第一产业的逐步精简和第二产业的高度发达,体现了我国后期工业化城市的典型特征。北京的发展体现出与奥运会筹办工作严格限制工业污染和能源投入、大力发展交通运输基础建设的导向具有密切关系。天津市的发展呈现出第二产业快速发展、第三产业相对滞后的状况,总体表现出快速工业化城市的特点。重庆市从综合情况看发展水平低于其它三市,体现了从农业为主的产业结构向工业化转型的城市发展特点。在深入到行业尺度研究体外能代谢率、能源密度、劳动经济生产率后,整体显示出控制工业部门和交通运输部门的能耗增长对于提高经济生产能源效率的突出作用,同时应继续加大金融和计算机等低能耗高经济生产率行业的发展力度。