工业革命后,全球经济飞速发展,社会快速进步。城市化进程也由此加快,但由于人们盲目追求城市飞速建设,忽略了对资源环境的保护,产生了环境污染、生态恶化、气候异常等生态环境问题,以及交通拥堵、热岛效应、垃圾围城等城市病。20世纪70年代,基于生态学理论的研究,生态城市理论正式提出并成为缓解城市生态危机的重要手段。同时城市代谢理论也开始应用到城市研究之中,城市代谢理论从更深的层次,不同的角度研究城市生态问题,为人们研究城市生态问题提供了新思路。本文以资源代谢的视角,基于循环代谢理论,以城市人居环境为研究对象,构建城市人居生态环境空间与技术模式,构建城市、片区、邻里、街区四个尺度城市人居生态单元模型,研究城市、片区、邻里、街区四个层级上的形态与代谢关联模型。全文共分为六个章节。第一章绪论,主要阐述选题的研究背景与依据、研究目的、研究意义、研究的主要内容,回顾分析了生态城市理论与实践研究现状,城市代谢理论与实践研究现状,构建了研究的框架,列举了研究的方法。第二章对国内外典型生态城市案例进行案例解析,总结生态城市案例尺度层级、交通组织、开发强度等空间形态模式;雨水利用、污水处理、垃圾回收与利用、风力发电、太阳能光伏发电等生态技术模式;抽取绿地率、路网密度、建筑密度、容积率等空间形态指标,雨水利用率、污水处理、废弃物收集与处理等资源再利用率指标。探求当前生态城市空间形态及其生态适宜技术的生态化整合模式,以为构建适用于我国生态城市建设的城市人居生态单元模型提供参考依据。第三章重点研究城市生态系统,基于城市生态系统与自然生态系统的关系,立足建筑学审视“城市生态系统”,基于此提出“城市人居生态单元”的概念,并对城市人居生态单元的概念与内涵、系统与结构、层级与要素进行初步探讨。第四章研究城市人居生态单元的代谢机理特征,基于现有城市代谢机理的理论基础,并依托适宜生态技术,构建城市人居生态单元水、能源、养分、垃圾的循环代谢模型,构建基础设施技术工具集,再此研究的基础上,以人均土地消耗与人均资源消耗为数据依据,对城市人居生态单元的四个层级进行尺度的研究与代谢数据配量计算。此外根据整理的基础设施技术工具集,对城市人居生态单元的各适宜技术进行空间关联,构建四个层级的空间与技术关联模型。第五章基于以上研究,选取实验条件,基于本文研究与其地理气候条件,设计一座基于资源循环代谢的生态城市,并对其城市、片区、邻里、街区四个层级的生态技术设施与空间形态进行整合设计。第六章为结语部分,总结本文的研究成果,针对本文研究中存在的问题提出不足与进一步的展望。