改革开放以来,我国城镇化进程不断加快,居民生活水平显著改善,国家综合实力稳步提升。然而,这种“速成”发展模式也带来了诸多问题,尤其是城市扩张所引发的生态环境问题在中国乃至全球快速发展中的国家或地区愈演愈烈,人地矛盾日益突出。长期快速的城镇化导致建设用地迅猛扩张,城市周边大量生态用地被挤压侵占,严重威胁到生态安全。同时,快速而盲目的城市扩张导致废气、废水和固体废弃物等污染物大量排放和资源过度消耗,由此对生态环境造成了巨大压力。面对自然资源约束、环境污染严重、生态系统退化和区域社会经济发展之间的冲突,走符合绿色、低碳、节约集约、生态文明发展模式的新型城镇化道路是新时代区域高质量发展的关键。因此,本文从新型城镇化内涵出发,结合新型城镇化对城市扩张的指导与要求,构建了城市扩张与生态环境响应理论分析框架;搭建基于“格局过程—时空响应—耦合协调—作用机制”路径的研究方法体系,对城市扩张特征、生态环境演化以及城市扩张与生态环境关系和作用机制展开全面系统研究;最后,以长江中游城市群为例开展实证研究。主要研究结论如下:（1）城市扩张时空演变特征本研究采用扩张强度指数与扩张差异指数明确了不同阶段城市扩张情况,借助景观格局指数识别了城市扩张模式,运用探索性空间数据分析和地理探测器揭示了城市扩张的空间关联特征以及驱动因素。实证研究结果显示:时间序列上,城市群和市域尺度在不同时段的城市扩张强度变化特征可归纳为“升-升-降”、“降-升-降”以及“升-降-降”三种类型,总体上城市扩张强度在后期呈下降态势;空间分布上,在不同时段各市域呈现非均衡的扩张格局,扩张速度各异,中等偏高速扩张的城市主要集中在湖北地区;根据城市扩张模式识别结果,不同空间尺度下都呈现以边缘式为主、填充式和飞地式为辅的扩张模式,在时间序列上表现出4种变化特征,即“飞地式下降-边缘式下降-填充式上升”、“飞地式上升-边缘式下降-填充式上升”、“飞地式上升-边缘式上升-填充式下降”和“飞地式上升-边缘式下降-填充式下降”;城市群城市扩张强度全局Moran’s I指数均大于0,在地理空间上存在正相关性,扩张热点区主要分布集中在武汉、长沙和南昌及其邻近地区;城市群城市扩张受二三产GDP驱动较为明显,影响因子两两之间均为增强关系,表明影响因子经过两两交互作用后对城市扩张的解释力大于两个因子单独作用。（2）生态环境响应时空格局特征本研究基于压力-状态-响应模型,结合生态环境对城市扩张的直接与间接响应构建生态环境响应综合评价指标体系,采用层次分析法和熵权法确定各指标的主客观复合权重,最后采用多因素综合评价法测算生态环境质量指数,根据标准划分各地区生态环境质量等级。实证研究结果显示:城市群遥感生态指数整体表现为上升态势,区域生态质量状况有改善,市域层面遥感生态指数处于中等以下水平的城市集中在武汉及其周边地区;生态环境响应综合评价结果显示,生态环境质量指数总体上升但增长幅度逐渐变小,还应继续加大对生态环境的保护修复与治理投入;市域层面,不同阶段生态环境质量变化具有差异性,但差异变化不大总体未出现剧烈变动。其中襄阳市、鄂州市、荆门市、长沙市和新余市的级别稳定不变,萍乡市生态环境质量在整个研究期间稳步增长,宜昌市相较初期生态环境质量级别下降。空间分布上,生态环境质量处于4-5级的地区主要集中在以武汉为中心及其周边城市,生态环境质量处于7-8级的地区集中在九江市、上饶市和景德镇市连片区域,而以长沙为中心的长株潭城市群由中等水平向较高级别转变。（3）城市扩张与生态环境协调发展时空分异特征本研究基于新型城镇化背景下城市扩张内涵与指导要求,构建了城市扩张综合测度评价指标体系,借助耦合协调模型探究城市扩张与生态环境关系。实证研究结果显示:城市群城市扩张指数在研究期内经历了由快速增长转向稳定增长,并且各城市差距逐步减小,整体由非均衡转向均衡发展,省会城市的城市扩张级别相比其他城市有显著性的提升,武汉市的城市扩张水平在城市群内始终保持最高;整体来看城市群协调发展度有所提升,各地区主要由轻度失调转向基本协调,湖北多个地区自2015年后达到城市扩张与生态环境的协调发展,其中武汉市2010年后处于生态环境滞后状态。（4）城市扩张对生态环境的作用机制本研究基于灰色关联度模型分析城市扩张与生态环境系统各因子之间的关联程度,初步筛选城市扩张对生态环境作用的影响因子。同时,根据共线性与相关性实现因子降维确定主导因子。最后,引入最小二乘法（OLS）模型探究城市扩张对生态环境影响的作用机制。实证研究结果显示:长江中游城市群生态环境时空演化主导影响因子为人口密度、地均二三产值、土地利用强度、科技投入和路网密度;OLS回归模型结果表明生态环境与人口密度、地均二三产值、土地利用强度和路网密度存在负相关关系,与科技投入表现为先负相关后正相关关系。