中国高速铁路网络的迅猛拓展正在对区域城市网络联系和城市空间发展产生深远的影响,并表现出了显著的复杂性特征。尤其在长三角地区,区域高铁网络节点的等级变迁,高铁“一城多站”布局模式等新的演化特征正在深刻地影响着区域空间的嬗变。与此同时,高铁的快速发展中也存在着负面效应,并重点表现为高铁站点到城市中心区可达性较差、高铁新城难以成长等问题。这些存在的问题在很大程度上,是由于没有处理好高铁网络与站点地区发展之间的空间响应关系。为科学地认识和解决这些问题,本研究借助复杂适应系统(ComplexAdaptiveSystem,CAS)理论,探索高铁与城市经济、社会和环境多种要素之间的多维度和多空间尺度之间的复杂耦合关系。为此,以长三角地区为例,基于复杂适应性视角,本研究将高铁系统中“人”的流动作为适应性主体活动,利用CAS中流的特性,强调了“节点、连接者、资源”三要素的相互作用,从高铁网络演化和站点地区空间发展模式2个方面开展了高铁系统适应性及其复杂性研究。在高铁网络演化方面,分析了长三角地区高铁网络体系和高铁“一城多站”布局的演化特征,以及高铁网络演化视角下的高铁站点选址复杂性特征研究。在高铁站点地区空间发展方面,针对长三角地区已建的123个高铁站点地区,通过采集大众点评、POI等多源大数据,运用“节点-场所”模型进行空间特征分类,进而构建多因子回归模型探索了站点地区空间发展的影响作用机制。进一步针对站点公交服务网络对高铁系统的支撑作用,构建了多种复杂网络模型对站点地区的公交服务能力进行了系统性评价。主要研究结论如下:(1)针对高铁网络整体演化特征,利用长三角五年高铁客流的数据,运行复杂网络理论方法进行高铁网络节点特征评价,结果表明(1)长三角地区的高铁网络拓扑结构是一种正态分布的结构,且处于相对的稳定状态;(2)长三角高铁网络形成了以省会为核心的等级结构体系。在高铁网络的演化中,一些城市的网络节点地位得到了加强,改变了其原有的交通节点地位;(3)新的高铁线路将不仅仅是直接连接区域内核心城市节点,次一级城市之间也将可能形成新的“直连型”高铁线路,从而促使更多不同层级高铁枢纽节点的形成。研究还发现随着区域高铁网络的演化发展,高铁“一城多站”布局特征逐步形成,在空间范围上逐步扩大,形成了以中心城区为主导,外围具有单线多站点布局类型、多线并行多站点布局类型等四种布局模式。上述四种布局模式的差异性产生了站点在城市中可达性差、部分站点客流与实际规划客流量差距较大等一系列问题,制约了高铁站点地区和城市空间的发展。(2)针对高铁网络演化过程中的站点选址复杂性问题,利用复杂网络理论方法和高铁班次数据,对现状沪宁沿线城市中高铁站点分为城市中心站、外部门户站、内部分流站以及地区一般站四种类型。其中,外部门户站和地区一般站所面临的空间发展困难问题较为严峻。进一步引入基于空间关系的情景分析方法,对高铁“一城多站”的未来远期发展前景进行了现状不同类型高铁站点的未来发展机遇和挑战的分析,指出部分地区一般站和外部门户站在未来存在着一定的发展机遇。(3)针对高铁站点地区发展,研究从站点地区的分类、发展影响要素以及公交服务网络评估等3个方面进行了深入探讨。第一,通过大众点评、高德道路网、兴趣点等多源大数据,运用“节点-场所”模型,从交通流网络节点地位和站点地区发展水平两个维度,将长三角地区高铁站点划分为“高节点,中偏高场所”、“中节点,中偏高场所”等六大类,反映了每个站点在高铁多层次复杂系统里的层级位置特征。第二,为了考察高铁站点地区发展的影响要素,设计了高铁站点在城市中的区位、经济发展水平、产业类型、常住人口规模、站点客流量、旅游资源水平、站点发展时序等影响因子指标,对长三角123个全部高铁站点地区和87个新建高铁站点地区,构建了高铁站点地区发展影响的回归分析模型。模型计算结果表明:高铁站点地区开发主要与城市经济发展水平(特别是服务业)、站点在城市中区位、站点是否为枢纽节点、旅游资源禀赋等因素密切相关;高铁客流量对于站点地区发展影响效应不显著;新建高铁站点地区与研究区内全部高铁站点地区的发展影响机理在产业类型、人口规模等方面具有一定的差异性。第三,研究通过现有两种复杂网络模型和新构建的一种扩展的“Line-Line”复杂网络模型系统地评价了高铁站点地区的公交服务网络服务能力,突出了复杂网络中“线”实体对象建模在空间可视化和城市公交管理方面的优势作用。在理论研究方面,从复杂适应性系统的四个特性、三个机制和路径依赖思想,提出了CAS理论在高铁效应规划中的三个研究范式。第一,研究中系统解释了如何利用复杂适应系统理论中的四个特性刻画了高铁复杂系统的基本特征。其中,聚集特性是要挖掘出高铁网络系统中重要的节点,以及对系统内重要实体对象进行聚类处理;多样性是要理解聚类背后的形成机制;非线性则是要更多地利用非线性思维来理解高铁网络系统中发展问题;流特性代表高铁网络中客流在城市/站点之间的流动过程,其是聚集、非线性以及多样性特征形成的重要推动力。第二,通过复杂适应系统理论中三个机制解析高铁网络和站点地区时空发展的内在运行规律。其中,标识机制是不同类型高铁站点划分的一种结果表示,有利于从特征内涵上区分不同类型高铁站点发展的特征。标识机制的价值在于准确地定位高铁复杂系统中各类事物的基本属性特点。内部模型则是高铁网络演化和站点地区发展中所存在的一定内在运行规律。内部模型既要揭示出高铁系统中显性的运行规律,也要发掘出隐形的运行规则。积木机制对于高铁复杂系统而言,高铁网络是由高铁站点(城市)和高铁线路组合而成的,高铁站点选址模式可以抽象为高铁站点、高铁线路以及城市中心区三者之间的空间关系。通过积木机制对研究对象特征的简化处理,研究从高铁复杂的系统运行环境中,提取了现状长三角地区中高铁“一城多站”布局的四种基本模式。第三,依据路径依赖思想,结合实证案例经验和复杂系统演化发展的角度,研究分析得出高铁“一城多站”布局模式的发展和未来高铁站点选址规划,都应注重历史发展现状对于未来站点布局研究的空间影响效应。本研究的主要学术创新有三点:(1)基于复杂适应系统理论,对长三角地区高铁网络和站点地区的时空发展研究建立复杂适应性理论分析框架,为高铁效应在城市规划中应用研究提供了新的理论分析视角和研究范式。(2)构建了长三角地区高铁“一城多站”布局类型模式,为中国现状和未来一个城市多个高铁站点布局特征研究提供科学借鉴。(3)在高铁站点地区的公交一体化耦合优化评价方面,基于复杂网络理论方法,提出了一种扩展的“Line-Line”复杂网络模型,为高铁站点地区以及城市公交网络模型研究中“跨行政区”分析提供新的技术方法支撑。