随着全球化市场的竞争压力不断增加,气候变化、资源匮乏、自然灾害与环境保护等问题日益严峻,对城市生态系统在经济、社会与生态功能方面要求逐步提高。城市生态空间是城市功能的主要载体之一,生态空间格局的构成关系到功能的有无,而生态空间组分的面积比例、形状及空间分布则影响到生态空间格局和生态系统服务功能的强度和影响范围。目前,城市问题改善与物种保护等大量的相关研究成果,皆验证了通过城市空间结构的优化可以有效完善城市整体功能,在保证社会经济发展的同时,减轻资源消耗、环境污染和温室效应等负面环境影响。武汉作为中国中部中心城市,一方面城市本底生态资源丰富、类型多样,为城市可持续发展提供了有利的生态环境基础;另一方面,伴随着城市化的快速推进,城市空间呈圈层蔓延、轴线扩展态势,城市化空间品质和山水园林特质退化的压力不断增大。基于以上认识,本文以武汉市为案例;甄别能够代表武汉市生态环境特点及城市发展特色的生态空间评价指标体系,评价武汉市的生态空间结构与统服务功能特征;通过分析城市生态空间优化的动因、机制,反思武汉市生态空间发展面临的问题,提出城市生态空间优化决策;依据“源地-廊道-节点”的空间结构模式审视城市生态空间、构建城市生态网络;引入“形式-内涵-意义”相统一的空间观解析城市生态空间、实施生态空间管治。最终形成以生态空间为引导的“空间评价-格局构建-空间管治”执行框架来探索城市生态空间格局优化研究的有效路径。本文共计8个章节:第1、2章主要是基于现实需求与理论渊源的双重驱动,提出了本文的研究意义、研究方法、研究内容、技术路线以及拟解决的关键问题;同时,在分析概念的基础上,基于人地关系理论、景观生态学理论、生态空间理论和区域规划理论,总结了国内外生态空间评价、生态空间优化和生态空间管治研究进展,对相关研究概况进行述评。第3章是从生态空间的要素构成、空间构成、层级构成来界定城市生态空间的研究内容与范畴,从生态空间的结构性、功能性和系统性特征来刻画城市生态空间的组分构成特征;分别对武汉市现实资源分布状况,生态环境质量以及城市建设发展状况进行分析,研究发现资源环境状况能够综合反映出武汉市生态空间的现实基础,为后文进行生态空间评价与优化研究奠定理论基础与评价依据。第4章是结合武汉市的实际情况与研究目的,通过借助景观生态学的研究范式,筛选出7个类型,15个指数来评价武汉市生态空间景观格局状况,其中,分别通过对斑块类型水平和景观尺度水平两大类指数来分析武汉市整体生态空间景观格局现状,进而判断其生态空间要素的区位分布特征和组合规律。中心城区是集中连片、斑块面积均匀、形状简单规则、有较强规律性的居住景观;新城区呈现景观破碎化程度高、斑块类型丰富、生态异质性和稳定性高的都市农业发展区格局;功能区是斑块类型单一、形状规整、异质性较小、特色鲜明的综合性发展特区。第5章是通过对武汉市生态系统服务功能重要性、生态环境敏感性和生态系统服务价值三类生态要素的功能特征及其空间耦合关系进行分析。根据武汉市的区位与研究尺度范围,分别甄选出重要性中的湖泊重要性、水源涵养重要性、土壤保持重要性和生物多样性保护重要性,环境敏感性中的土壤侵蚀敏感性、水质污染、洪涝灾害风险和地质灾害等8类影响因子,以及武汉市生态系统服务价值的时空变化特征进行生态系统服务功能进行分区评价。研究发现:武汉市生态重要性基本属于极重要和重要级别,占研究区总面积的85.89%;生态环境敏感性效应整体良好,较敏感和不敏感区域占总面积的46.78%,土地利用基本是按照生态位安排用途,敏感性向正向发展;除草地生态系统服务价值增加外,其余各类生态用地以及各种生态服务类型的价值均有不同程度的降低,这是研究时段内武汉市生态空间服务功能的突出特征。而人口与资源分布区域差异性、经济发展水平的不同以及非均衡的区域发展政策,是导生态空间功能效益存在区域差异的主要因素。第6章是通过剖析武汉市生态空间面临的困境与出路,分析生态空间问题产生的根源,并对武汉市空间优化进行多维度思考,针对性的提出生态空间优化的目标、原则与设计路径;分别采用连通性识别和保护区提取相结合选择生态源地;采用修正阻力因子分析及其累积耗费距离模型提取生态廊道,通过阻力面诊断确定生态节点,相互作用形成圈层并联、枝状辐射的生态网络空间结构。得出武汉市生态网络空间的总特点:以森林公园、地质公园、风景名胜区、湿地保护区和自然文化保护区的核心区及附近的林地、草地、坑塘、耕地等作为重要的生态源地斑块;以河流、道路及其两旁的防护林和绿化带等线性景观要素建立的生态廊道,呈现为源地斑块和廊道构成的生态网络空间结构。包含生态源地51个(连通性类源地25个、保护区类源地25个)、生态廊道592.82 km(主干廊道444.35km、辐射廊道148.47km)和生态节点7处,这些生态组分的相互作用形成圈层并联、枝状辐射的生态网络空间结构。第7章是根据武汉市生态网络特征和空间管治内涵,以“形式-内涵-意义”相统一的空间观解析城市生态空间,通过空间边界管治、空间关系协调和空间功能实现,管治城市生态网络、保障城市生态安全。以“核心区+缓冲区”划分空间边界,以法律法规与管治协议相结合管治生态空间边界;构建经常性与周期性相结合的空间利益诉求通道,重点实施纵-横一体化的生态补偿制度,以利益平衡协调生态空间关系;以政策激励有序引导适度生产经营活动,免费开放城市绿色空间,以生态网络服务拓展实现生态空间功能。第8章归纳总结主要结论、特色与创新,指出研究的不足之处,并展望进一步研究的问题领域。作为解决问题的探寻之道,最终形成以生态空间为引导的“空间评价-格局构建-空间管治”框架来探索城市生态空间格局优化研究的基本路径,为城市生态空间建设提供合理的、科学的空间决策体系,并以此引导新型、可持续城市空间发展战略与模式,进一步推动生态文明指导下的生态型城市建设。