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大都市区是城市化过程中形成的一种新的地域空间组织形式，目前它已成为当今世界、区域竞争中必不可少的基本空间单元。随着我国城市化进程的加快，在经济发达地区的大城市和特大城市区域，城乡之间经济联系日趋强化，资金、人才、信息、技术等生产要素的空间流动性加强，大都市区以及大都市连绵区正处在形成与发展之中，大都市区将成为21世纪中国城市化发展的主导趋势。因此，对大都市区进行研究，具有着重要的理论价值利现实的指导意义。
首先，本文对国内外有关大都市区的研究进行了综述，在综述的基础上，发现对大都市区空间演化的机制进行研究是一个非常现实而又紧迫的课题。接着从大都市区概念入手，对国内外关于大都市区范围的界定方法进行了评述，并对影响大都市区空间演化的因素和总体机制进行了分析。作者认为大都市区作为城市与区域之间相互作用的产物，其空间演化主要表现在都市区外部空间扩展和都市区内部空间重组这两个方面，影响其空间演化的因素很多，既有传统的自然、变通、区位等因素：又有现代的信息技术、新经济等因素的影响，多种因素共同作用失去着大都市区的空间溶化，只是在不同的时期以及不同的区域背景条件下，各种因素所发挥的作用不同而已。对大部市区空间演化的总体机制，从本质上来说，是其空间结构不断的适应其功能变化的自组织和被组织的过程。
其次，将大都市区空间演化解析为形态空间演化、功能空间演化和地域结构演化三个有机组成部分，发现各组成部分的演化都具有一定的规律性：大都市的形态空间的演化经历了中心集聚离散式──中心扩散细胞式──双向吸引网络式的过程；大都市区功能空间演化主要表现出大都市区功能日益拓展及多元化，大都市区内中心城市的职能逐步由生产性向服务性转化，在空间上则逐步由中心市向郊区、边缘区及次级城市扩散；而大都市地域结构演化则是形态空间演化和功能空间演化在都市区地域上的叠加，主要表现为三个阶段：①单中心集聚，功能离散──都市区发育阶段；②单中心扩散，功能分化──都市区成长阶段；③多中心，功能一体化融合──都市区成熟阶段。在分析地域结构演化过程中，发现了大都市阴影区这一特殊的现象，并对大都市阴影区的效应、空间演化机制及其消减对策也进行了深入的探讨。
最后，以南京大都市区作为实证研究，对其空间演化的历史过程、总体机制进行了分析，证实了上述的结论。在此基础上，展望了南京大都市区空间发展的前景与战略选择，并对南京大都市区空间演化中的阴影区演化、地域结构优化、制度创新三个重要问题进行了探讨。