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当前中国正处于城镇化快速发展阶段，大城市的数量和规模都以惊人的速度增长。由于我国农村人口多，建设用地资源短缺，城镇化压力较大，传统的单中心模式已不适应现阶段大城市发展的需求。因此，多中心模式必然成为优化城市结构的有效途径，如北京、上海、广州等城市正有计划、由近及远地发展市郊居住区、工业区等新城，逐步构建多中心城市。然而，目前我国的多中心发展模式存在着低标准化和泛滥化等现象，有的城市还没有形成多中心的空间结构，有的多中心结构发展的也极不均衡，在解决大城市环境污染、交通拥挤等城市问题方面收效甚微，没有完全发挥出多中心模式的优势。
解决大城市多中心发展过程中存在的问题，正确把握大城市多中心发展模式的整体规律和各中心间的辩证关系至关重要。本文尝试在实现大城市可持续发展方面获得新的研究思路，通过借鉴生物学理论，系统地分析了在构建大城市多中心发展模式时必须解决的两个问题：什么是大城市多中心发展模式和如何实现可持续的大城市多中心发展模式。
本文的主要内容包括：首先，在学习借鉴国内外相关领域研究成果并结合我国城市实际特征的基础上，明确界定大城市多中心发展模式的研究对象和基本概念；其次，利用生物学理论，从生物特征与城市属性、生命起源与城市形成、生物生长与城市发展以及生物进化与城市演变等方面提出生物进化类比城市发展的理论依据，分析了借鉴生物学理论的可行性，进而提取出研究大城市多中心发展模式的三个要素--功能、尺度和等级；再次，从功能、尺度和等级透视大城市现存的问题，将相关研究从理论层面引向实践探索，并通过不同类型的案例分析，提出目前我国大城市多中心发展模式存在问题是各中心间功能级差与交织作用的结果；最后，针对当前我国大城市多中心发展过程中的问题，以城市属性中最根本的功能、尺度、等级为出发点，提出实现大城市多中心发展模式可持续性的方法和策略，旨在进一步优化大城市的规划设计。