石油城市是指以石油资源作为建城的基础或发展的依托，以油气开采和加工工业为主导产业的工业城市。中国有二十多座石油城市，其中约2／3正处于成熟期和衰退期，其主要制约因素在于产业结构单一、接续产业弱小、环境污染严重、城市空间布局分散和城市功能欠缺等。围绕这些制约因素，论文从可持续发展的理论和实践层面对其模式进行了系统而深入的研究。 论文构建了石油城市的RESE系统，并指出其演化遵循Logistic曲线(简称S形曲线)的演进规律，即石油城市的可持续发展水平受到石油资源的储量、区域环境容量、科技进步贡献和以人为中心的社会和谐程度的影响。论文在借鉴洛杉矶市等发展替代产业的成功模式和总结大庆市可持续发展实践经验的基础上，提出了石油城市可持续发展的总体模式，即依靠科技创新、优化石油产业结构、做强接续替代产业、改善生态环境质量、创建区域和谐社会、实现城市功能转型，具体包括以下4个分模式： 1．资源和环境保护模式。论文指出资源和环境不仅具有使用价值，而且具有重要的生态功能，在实现其价值与功能均衡的过程中，需要在合理开发与利用中进行有效保护。从保护途径上看，环境污染应实施总量控制，可再生资源的利用不能超越其自我更新的速度，油气资源应限量开采而实现最优耗竭，同时优化协调配置各种资源。从实现路径上看，市场是手段、政府是主导、企业是主体、公众是基础，应充分协调“三元主体”的共同行为。 2．产业结构升级与转型模式。论文提出石油城市产业结构的升级与转型的模式为：以经济发展为中心，以结构调整为主线，以发展民营经济为重点，以产业园区(基地)建设为载体，培育和发展特色产业，发展壮大接续产业和替代产业。从横向来看，产业发展应趋向高新化、集约化、增值化和生态化。从纵向来看，产业结构应依循二一三的次序演进，从石油工业“一柱擎天”向石油、石化和其它产业协调发展，使新的接续产业或替代产业成为城市主导和支柱产业。 3．区域科技创新模式。论文提出科技创新模式为：依托现有石油科研的优势，以重点行业、接续产业、重大问题和关键技术为优先突破领域，建立政、产、学、研、金、介完整的科技链条及其运行机制，形成合作创新与自主创新紧密结合的新体系。从组织形式来看，重点建立健全知识创新、技术创新、企业孵化和人才支持机制。从运行方式来看，重点建立健全科技创新