新世纪我国将步入城市化时代，城市可持续发展要求城市空间合理生长，而目前我国现代城市空间发展理论研究还滞后于规划实践。随着城市化进程的加快，城市人口规模和用地规模不断扩大，城市土地利用结构也发生了很大的变化，城市空间结构的演替是科技不断进步，社会结构、经济结构、政治结构不断变革的生动写照。 城市空间结构的研究是一项揭示城市空间结构演化的形态、演化机制、并探讨相应的调控理论、调控模式及调控措施的理论性、应用性相结合的基础研究。对城市系统的研究不仅仅限于对客观事物的静态描述(知其然)，更要着重于揭示客观事物的演化历程和动力机制(知其所以然)，并力图预测城市系统的未来发展和演化路径。 本文以城市土地利用及其空间结构演变为研究主题，总体上采用理论研究和实证研究相结合的方法。首先，还原论与整体论相结合，运用多学科的理论与方法，通过逻辑思维对城市地理空间系统进行系统的理论演绎，归纳和总结，多学科思维交叉，提出了“城市人”概念模型利城市有机生长的需求层次观；其次，运用“格局—结构—过程—机理”的研究思路，微观分析和宏观综合相结合，深入讨论了城市生长机制；最后，运用地理信息技术，定性分析与定量研究相结合，以武汉市为例进行了实证分析，对其演变过程及城市演变机理进行深入分析，并探讨了武汉市城市空间结构优化的设想和策略。 第一章绪论。论述了研究背景与意义，国内外研究现状，研究目标与研究内容，研究方法与思路等。 第二章城市空间结构演变的理论基础。分析了城市空间结构的内容和构成要素，理清了城市空间结构研究的历史进程，介绍了城市空间结构演变的不同理论解释，以及城市空间结构演变的一般特征和空间模式，初步探讨了城市空间结构未来发展趋势。 第三章城市地理空间系统。论述了城市地理空间系统的概念和内涵以及它的环境与边界，深入分析了系统的组成要素与子系统及其系统特征。 城市地理空间系统是相互作用的城市诸要素和子系统所构成的有机体，各种要素由于相互作用的强弱不同，形成一些相对而言比较独立的子系统，如自然生态环境子系统、经济子系统、社会子系统、空间子系统等。城市地理空间系统具有多层次性、多尺度性、开放性、动态性、非线性、自组织性和多主体复杂适应性特征。 第四章城市生长机制。在城市地理空间系统概念的基础上，提出了“城市人”的概念模型和城市有机生长需求层次观，对城市生长机制进行了系统分析。 (1)“城市人”是在城市地理空间系统基础上抽象出来的“活”的空间概念实体，是地球上人类圈在城市尺度地域上的一个缩影，是城市范围内的一个人类聚居系统，主要由五大系统耦合而成：自然系统、人工系统、经济系统、社会系统和文化系统，并由空间系统蕴含并统一了以上五大系统，由其内(或其上)的每一个“人”及其他要素集合而成的生命系统。 (2)城市的形成与发展就是一种有机生长的过程，城市生长也有一定的需求层次，具有一定的系统特征。空间层次上的地理层、建筑层、经济层、社会层、文化层分别要求城市生长要遵循生态观、科技观、经济观、社会观和文化观。 (3)城市生长机制系统分析：不同的影响因素共同构成了城市生长的宏观动力机制；城市的多主体适应性造就了城市生长的微观动力机制；而城市生长的过程机制则是一个宏观和微观结合的过程，空间行为一空间过程一空间格局的链式机制是一个空间动力学过程。只有深刻理解城市生长机制，才能把握城市生长规律，进而有效地调控城市的合理健康生长。 第五章武汉市空间结构演变及现状分析。论述和分析了武汉市现代城市空间结构演变过程中的形态演变及工业、商业、居住、交通等空间扩展情况，并针对性的分忻了城市用地规模、用地结构以及土地利用效益等问题，分析武汉市土地利用和空间结构现状，总结特征并找出了存在问题。 (1)武汉市作为中国中部的重要中心城市，全国主要的工业基地和交通、通讯枢纽，城市空间结构演变在很大程度上受着国家宏观城市与经济政策以及城市规划的影响。改革开放前，武汉市城市空间扩展主要是工业与交通导向下的发展演变；改革开放之后，主要是由国家政策、城市规划以及土地市场驱动作用，城市居住、工业、商业空间布局逐渐趋于合理。 (2)武汉市空间扩展的特点：①城市空间扩展的阶段性明显；②城市空间扩展随经济发展周期性涨落而变化；③城市空间扩展沿自然和人工廊道扩展；④城市空间扩展武汉三镇区域差异明显。 (3)武汉市城市空间扩展整体上呈现“内紧外松”的态势，建成区用地属于扩展不足型，主城区二环内已处于拥挤状态。城市中生产性用地比例有所下降，生活性用地比例逐渐上升，但工业用地比例偏高、布局仍不合理，绿地、道路广场和居住用地等比例偏低，对外交通和城市生态环境建设明显不足，这是武汉市土地利用结构上存在的主要问题。 (4)在城市土地利用效益上，人均用地面积相对较少，人口布局需要调整；城市总体容积率水平较高，但土地集约利用还不够；主城区产业布局不合理，大量工业企业仍然占据中心城区优越区位，产业置换急需加以推进。同时，城市土地利用的社会和生态负效应明显，建设用地的增加导致耕地、湖泊面积减少，城区大气、水体、声环境污染严重，城市热岛效应有加剧趋势，旧城改造和城中村问题也日益突出。 第六章武汉市空间结构演变机制及优化。从动力主体和动力机制两方面入手，宏观微观结合分析了武汉市城市空间结构演变机制，并讨论和总结了各时期武汉市城市空间发展的几种动力模式。最后，根据现状提出了未来武汉市城市空间结构的优化设想和策略。 (1)武汉市的城市空间结构演变是以政府、企业、开发商、居民为动力主体，由经济发展、技术进步、制度变革和城市居民活动等为主要驱动力，在城市土地利用过程中受到内外部因素的影响和环境条件的制约，形成了具有武汉特色的地域结构和发展格局。 (2)在我国城市空间结构快速发展过程中，形成了几种主要的动力模式：制造业区位导向模式、开发商导向模式、开发区模式、交通引导模式、公用设施与交通双重引导模式。不同的动力模式产生不同的城市空间结构和扩展模式，并对各主体利益带来不同影响。 (3)通过对武汉市空间结构演变趋势的判断分析，提出了“多中心、间隙型、山水化”的理想城市空间发展模式和武汉市城市空间结构优化策略：①建立城市空间拓展的土地管理策略，着重土地开发利用的控制；②建立城市空间拓展的交通与设施导向策略，城市用地的空间扩展应结合公共交通的发展，建立交通设施导向的土地开发模式和公共交通导向的大城市空间结构模式；③武汉市产业空间优化和区域联动策略；④武汉市城市生态系统空间优化策略。 第七章结论与展望。 本研究主要贡献在以下几方面： 1．在借鉴地理学、经济学、社会学、生态学和土地科学等多学科理论的基础上，引入系统科学和复杂性科学思想、分析了城市地理空间系统，并初步构建了“城市人”概念模型及城市有机生长需求层次，为城市空间结构研究提供了新的视角和新的理论内涵。 2．将城市空间结构演变研究建立在城市土地利用变化分析的基础上，对其演变机制采用宏观和微观相结合的动力机制分析方法，并结合城市发展中实际动力模式进行讨论，总体上理论研究与实证分析紧密结合，构建了一套较完整的研究思路和一个新的城市空间结构研究框架。 3．较系统的论述了现代武汉市城市空间结构演变过程和机制，深入分析了城市土地利用现状及存在问题，并提出了武汉市城市空间结构优化的设想和策略，具有一定的现实意义。 需要进一步深入研究的问题： 1．在理论研究方面，提出的“城市人”概念模型和城市有机生长层次观还很粗略浅显，需要进一步修正和完善，可借鉴古代的“天人合一”和风水思想、结合现代的生态城市和规划理论，构建一个全新的现代社会的城市健康生长观。 2．在城市空间结构演变研究方面，微观机制和空间动力学机制还需要进一步深入分析，这方面定量研究成果的取得，可有助于进一步采用多主体模拟、细胞自动机与GIS相结合的手段对城市空间演变进行模拟和预测，提高其科学研究的确定性和实用性。 3．由于研究资料不够充分，尤其缺乏多时相、高分辨率的遥感数据支持，对武汉市城市空间结构演变的空间表达和空间分析还不够，空间数据和统计资料还需进一步融合处理。 本文对武汉市城市空间结构演变的研究主要围绕“格局与过程、机制与模式”的分析为主，针对市域尺度层次分析了城市空间结构演变机制并提出了优化策略，但在实际城市空间建设中，要针对实际地段的具体区位具体问题具体分析，只有每个小尺度空间上的完善和协调，才能成就大尺度空间上城市结构的系统优化。