城市是人类聚集的中心，是人类社会经济、政治、科技发展到一定阶段的产物，是物质文明与精神文明的荟萃之地，所以，城市在社会发展进程中保持良性发展就显得很重要。但随着社会的发展进入到21世纪，城市越来越多地受其自身发展所造成的环境恶化、资源枯竭、人口密集、淡水危机等问题的困扰，城市可持续发展也受到阻碍。因此，把城市当作生态系统来研究日益必要，城市生态系统研究也就成为一个热点，这也是从生态学角度来研究城市问题的一种新思维方式。 由于城市生态系统的研究历史较短，现在许多理论、方法论问题仍处于探索阶段，城市生态系统的基本理论框架还没有完全建立起来，尤其是实证研究少之又少。鉴于此，本文从理论上对城市生态系统进行分析、评价后，提出了相应的优化对策和途径，并结合开封市生态系统作了实证研究。 除了引言和结语外，全文共分为五部分。 第一部分，对城市生态系统有关概念进行了界定和探讨，并对国内外关于城市生态系统的研究进展进行了回顾和简要评述。在此基础上找出了当前城市生态系统研究所面临的和要解决的问题，为本文研究找到切入点。 第二部分，介绍了社会学家、环境学家和本文提出的城市生态系统要素构成，总结了城市生态系统的主要特征，提出了城市生态系统的食物链结构、资源利用链结构、生命—环境相互作用结构和要素空间组合结构等几种结构，并说明城市生态系统是通过能量流动、物质循环和信息传递等机制发挥着生产、消费和还原等功能。 第三部分，在讨论了城市生态系统评价内容与目的的基础上，提出了城市生态系统评价指标体系设计的原则，然后介绍了城市生态系统评价常用的方法(AHP法和主成分分析法)及其步骤。 第四部分，提出了城市生态系统的优化目标和优化原则，认为应该从以下三种途径对城市生态系统进行优化：普及与提高城市居民的生态意识、协调城市生态系统内部各子系统（要素）间的关系和设计并实施城市生态工程（工艺）。 第五部分，在对开封市自然生态、社会生态、经济生态子系统分析的基础上，从现状综合发展和15年的动态变化两个角度对开封市生态系统进行了评价，然后指出了开封市生态系统优化的对策和措施，最后设计了今后开封市生态系统在优化中可采用的几种生态工程。