城市、城市群及其增长与演化是区域科学跨学科的经典问题。城市群作为人类活动与发展的重要场所和空间基础,它的起源与演化折射了人类文明的发展历程。然而,由于这些问题涉及诸多学科,许多经典理论存在一定的缺陷,同时前期成果中“一叶障目”的现象也非常明显,因此,迫切需要一种统一的理论来阐释城市、城市群及其增长与演化。本研究提出了 一个全新的广义城市群及其演变的统一理论框架——GUSE理论(General Urban System and its Evolution Theory),采用图论的方法定义了区域、城市、城市群,结合空间相互作用流模型和“城市树(UT)”假说构建了城市增长、城市群演变及其测度指标模型,并采用数值模拟方法对上述各种模型进行了解释说明。同时,本研究将理论模型应用于联合国框架下的世界发展领域,揭示了近、现代人类社会发展过程中联合国各成员国的国际地位变化情况和世界经济发展状况。本研究提出的这一理论框架和实证研究可以为城市群研究及规划提供重要的理论基础和参考价值。本文分为理论研究、模拟研究以及实证研究三大部分,主要成果表现为:(1)探讨城市群及其演变的统一理论框架,建立GUSE理论模型。(2)通过数值模拟研究对理论框架进行说明和验证。(3)将GUSE理论模型应用到近、现代人类社会发展领域,从而建立联合国框架下的人类社会发展图式。本文的主要结论是:(1)城市群的空间结构可以用城市树进行表达,城市树的生长反映了区域城市群的起源、空间格局和演变过程。城市树的生长起源于城市树的树根。随着区域内城市数量增多和城市规模变大,城市间形成物质、能量、信息的交流路径。城市树沿着交流路径上阻力最小的方向生成树枝,并推动城市群空间格局的变化。城市树的空间增长过程揭示了城市群的形成与演变机制。(2)城市树的增长与衰退取决于城市群内节点城市综合实力的变化。同时,区域城市群的稳定性取决于城市群内部节点城市相互作用的强度。本研究对城市综合实力模型与流模型进行了灵敏性分析,结果表明模型具有很高的稳定性。在全球城市化进程不断加速的今天,GUSE理论可以为城市群研究及城市群规划提供重要的理论基础。(3)联合国框架下的人类社会发展显示出了苏联解体前的世界两大主要经济力量,和苏联解体后中国综合实力与国家地位的崛起。在世界发展树中,邻近区域内综合实力越强的国家其下属国家节点相对越多,并且综合实力增长速度快的国家会吸引原来在其临近区域内其他国家的下属节点;在同一树枝路径内,越接近根节点国家的综合实力越强。该实证研究结果表明,GUSE理论不仅能够解释不同区域城市群的演化情况,同时能够解释国家尺度上的世界发展状况。