当今全球城市可持续发展迫切需要一门综合、与全球相关、强调学科和实践融合的城市科学，而提出理论和概念框架对发展新的城市系统科学至关重要。WeiqiZhou等在npjurbansustainability上发表的Conceptualframeworksfacilitateintegrationfortransdisciplinaryurbanscience一文综合人类生态系统、干扰、弹性、动态异质性和城市连续性5个概念框架，以应对全球城市的复杂性、扩散性、连通性和多样性4种总体现状，同时，运用Metacity概念整合以上5个概念框架和4种城市现状，为跨学科的城市系统科学提供了概念框架基础。该框架促进了对城市系统的全面认识，有助于实践干预、战略制定和科学研究更符合城市系统可持续性发展的目标。
（一）现状：全球城市发展亟需推进城市系统科学，促进城市可持续发展
当前全球城市在人口、社会经济进程、城市形态、技术和环境方面都发生了巨大变化，这些转变影响到可持续性，并对地球上几乎所有地区产生溢出效应，这表明城市是全球可持续发展的关键。理解这些相互作用的转变并解决它们引起的复杂问题，需要构建新的全球城市科学。该学科的目标是必须解决：(1)城市系统的社会、生态和技术融合特性；(2)颠覆性行为对城市转变的影响；(3)城市体系的适应能力；(4)城市空间形态的互动与动态复杂性；(5)多尺度跨界流动等问题。同时，其必须回应全球城市化的4种主要现状，即复杂性、扩散边界、连通性和多样性。此外还必须具备在实际情况下运作实施的机制框架（图1）。
图1理论整合的结构
（二）连接和转化全球城市现状的5个概念框架基于前述全球城市科学的要求，本文确定了城市形态和变化背后的五个相互关联的概念框架：(1)人类生态系统：将城市视为社会-生态-技术融合的综合系统，是整合概念框架的基础；(2)干扰：某极端事件如何与社会-生态-技术系统的结构相互作用，从而将外部驱动因素转化为系统效应并产生变化的过程；(3)弹性；描述复杂系统的改变或持久性机制，并提供一种确定系统何时转移到新状态的方法；(4)动态异质性：是城市规划的原因和结果，反映了干扰和弹性在空间上的变化特征；(5)城市连续性：即城市系统内部和之间的连接机制、尺度和影响。
同时，全球城市的4种主要现状为这些框架提供了背景，每一个框架都与多个背景相联系。例如，城市系统复杂性是用人类生态系统的框架来解释的，它结合了城市的社会-生态系统。作为城市变化的一种机制，复杂性也是由扰动产生和改变的。另外，弹性循环需要适应能力，其中一部分通过区划来发挥作用，这是空间和组织复杂性的一个维度。
（三）Metacity——一个概念整合的工具
Metacity是一个由城市不同要素构成的组合体，由任意尺度上相互作用的生物物理、社会和技术区分的斑块组成。其不仅
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