城市空间结构中土地利用与交通之间的互动关系,以及由此衍生的环境问题已成为现代城市经济学研究的核心内容。在当前中国新型城镇化战略下,改善城市空间效率,推进“以人为本”的可持续城市发展已成为城市政策的核心目标。在上述理论和现实背景下,从全局视角理解城市内部土地利用、交通和环境三者之间的动态联动关系,把握各要素之间联动的微观经济机制和市场规律,在理论和实践层面均具有重要意义。在国际前沿研究的基础上,本论文以城市经济学为主要学科视角,借鉴多学科技术方法,对城市空间“土地利用—交通—环境”一体化体系中关键的微观经济机制进行理论分析;利用北京时空多维度数据,设计和度量各区位上路径拥堵和地铁网络可达性等指标,分析城市用地方式及其空间格局对两类交通可达性的影响机制和效应,并讨论两类交通出行的关联性;应用多种计量经济学模型方法,定量测度道路路径拥堵和地铁网络可达性对区位价值的影响效应;从个体和城市层面定量识别道路拥堵和地铁供给对环境的影响效应。实证研究主要发现包括:(1)城市用地方式的空间格局引发的通勤交通流和接送孩子上下学为代表的非通勤交通流造成道路拥堵,地铁开通后道路拥堵得到显著缓解。(2)路径拥堵导致通行时间每增加10%,区位价值相比于基准区位降低2%左右;地铁影响范围在站点周边1000米以内;对于近年来新开通地铁站点周边,地铁网络可达性的直接资本化效应约是间接效应的5~7倍;利用拥堵及地铁网络计算的交通时间价值均约为工资率的50%,与相关理论分析相符。(3)通勤与接送孩子交通流加重空气污染和碳排放;通勤距离每增加10%则出行碳排放增加约1%,接送孩子的有车家庭出行碳排放约是其他家庭的1.2倍;地铁供给能够降低机动车购买概率,鼓励居民绿色出行,但对有车家庭出行碳排放影响较小。在理论和实证研究结论的基础上,本论文阐述了三点主要政策含义:(1)系统把握城市空间结构的内在运行规律,从全局视角有效推进城市空间结构的优化;(2)全面理解城市道路交通拥堵对区位价值(“局部”外部影响)和环境质量(“全局”外部影响)的减损效应,科学制定和调整相关规划和政策;(3)全面理解城市地铁对区位价值和环境质量的提升效应,合理评估地铁建设投资的社会收益,科学设计地铁网络空间布局及与道路交通协调发展的相关机制。