城市空间形态是从空间的角度研究城市产生与发展的形式、状态及其影响因素,它直接影响到城市发展的综合效果、城市与其腹地联系的便捷程度、交通组织以及城市合理发展方向等一系列重大问题。当前,城市化大有席卷整个中国之势,而由快速城市化引发的城市空间形态的剧烈变化不得不引起高度重视。缺乏合理的城市发展规划和片面追逐经济利益的短期城市建设行为导致城市空间形态外向扩展、城市“摊大饼”式蔓延、交通拥挤、生态环境恶化等现象发生,这己成为中国城市化进程中必须面对的问题之一。论文以合肥市中心城区为研究区,基于1982-2012年间长时间序列的空间及社会经济统计数据,借助景观生态学方法,以GIS空间分析为主要手段,对改革开放以来研究区城市增长形态演变的时空过程进行定量分析；并基于生态位元胞自动机模型对研究区的土地可持续利用进行规划,对2015年、2020年研究区城市空间形态进行了预测性模拟。论文的主要研究内容和结论包括：(1)总体上,研究区自改革开放以来城市增长方式向紧凑化方向发展,城市形态由以飞地式和边缘式增长为主到以外向延连式和内部填充为主转变。研究区1983-2012年间MEI指数和AWMEI指数的变化均呈上升趋势,其中,MEI指数由1983-1989年的27.15上升到2009-2012年的60.61,AWMEI指数则相应的由21.01上升到44.13。研究区填充式增长方式由1983-1989年占总增长量1.65%上升到2009-2012年的33.69%；飞地式增长方式则相应的由30.54%减少到11.95%；边缘式增长方式一直是城市增长的主要方式,均保持占总增长量50%以上的比例。(2)构建了模拟合肥市中心城区增长的生态位CA模型,该模型在预测城市发展趋势时具有突出优势,能够引导城市紧凑化发展。本研究在充分考虑研究区内自然条件、社会经济条件等情况的基础上,构建了模拟合肥市中心城区增长的生态位CA模型,并在模型中嵌入可持续发展目标,预测了2015年、2020年研究区城市用地的布局和城市形态的发展趋势,结果表明2015年、2020年研究区城市用地布局趋于紧凑,城市形态得到有效控制。(3)基于构建的生态位CA模型,预测到合肥市中心城区内部可供填充增长的城市空间正逐渐萎缩,边缘式增长方式仍是城市增长的主要形式,飞地式增长方式逐步减少。基于构建的生态位CA模型,研究区在2005-2009年、2009-2015年和2015-2020年填充式增长方式分别占总增长量的24.64%、37.35%和30.46%,表明合肥市中心城区内部可供填充增长的城市空间正逐渐萎缩；边缘式增长方式分别占到总增长量的65.04%、54.40%和65.40%,均保持在总增长量的50%以上其中沿主要交通线的城市增长是边缘增长的主要形式：飞地式增长方式分别占到总增长量的10.32%、8.25%和4.14%,呈递减态势。研究结果表明：景观扩张指数方法不仅可以识别城市景观增长的空间模式,而且可以定量的确定各城市增长空间模式的数量关系和各增长类型发生的空间位置,从而有助于规划人员判断城市增长的合理性,指导对城市空间发展进行合理的规划：生态位CA模型能够模拟不同政策和发展目标下城市发展的情景,规划者可以根据自己的规划目标选择最优的城市发展模式,从而为城市空间形态发展模式决策与优化配置提供科学基础,进而引导城市紧凑化发展。