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随着经济全球化和区域经济一体化的迅速发展，城市群逐渐成为国家竞争的基本单位，而区域经济空间结构是否合理直接影响城市群竞争力的提高，因此，为了提高我国城市群在国际竞争中的地位和作用，研究其经济空间结构就显得非常重要。珠三角城市群作为我国经济最发达、最有活力的城市群之一，研究其经济空间结构的演变机理对于富有中国特色的城市群的发展和经济空间结构演变具有重要意义。
本文主要采取定性和定量相结合的研究方法，从区域经济学、城市经济学、计量经济学角度，结合地理学、城市规划学等多学科综合的角度，从三个方面研究了珠三角城市群经济空间结构的演变机理。一是从影响因素和动力机制的角度分析珠三角城市群经济空间结构的演变机理，发现改革开放初期直到1990年代中后期，珠三角城市群发展模式不是简单的核心——外围模式，而是广州、深圳等大城市极化作用与中小城市分散发展同时进行，其中的重要动力就是港澳资本。港澳资本分布的地缘和亲缘倾向主导珠三角城市群经济空间布局形态即沿珠江口两岸呈狭窄的倒“U”形分布。从1990年代中后期开始，迫于长三角等国内其他城市群的竞争压力和自身产业结构高级化的客观要求，产业集聚和扩散逐渐成为珠三角城市群经济空间结构演变的主要动力。二是从珠三角城市相互作用和经济联系的角度分析其经济空间结构演变机理，发现珠三角城市群由以广州为核心的单核心结构，转变为由东岸都市区、中部都市区和西岸都市区组成的三核心结构，现在正在转变为以广州为核心都市区和以深圳为核心都市区的双核心结构。这种结构逆转主要归因于核心城市扩展强度的动态变化和引力的非均衡增强。因此，疏通三个都市区的空间扩展路径，引导核心城市扩展强度的发展方向，合理配置城市主导产业，促进各层次产业的互补性整合，是珠三角城市群经济空间结构优化所必须解决的问题。三是从空间结构绩效的角度分析珠三角城市群经济空间结构演变机理，主要从经济发展水平和城市化水平两个方面进行了实证研究。在运用非参数模型的实证研究中，发现珠三角城市的空间结构绩效总体上不仅高于长三角城市的空间结构绩效，也高于珠三角周边其它城市的空间结构绩效。在珠三角城市的绩效对比中，发现东部都市区和中部都市区城市的绩效水平相对较高。在运用参数模型的计量分析中，发现影响空间结构绩效的因素存在较大不同，因此提升城市群空间结构的绩效必须结合每个城市的实际情况，提高相关因素的利用效率，以达到总体绩效水平的提升。在理论和实证研究的基础上，本文预测了珠三角城市群经济空间结构的发展趋势为区域一体化。提出了优化珠三角城市群经济空间结构的主要措施为：加强城市群经济联系强度、提高城市群产业层次体系、提升城市群整体绩效水平、发挥中心城市的带动作用、扩展城市群经济腹地等。