城市新区是城镇化和经济发展的重要空间载体。改革开放后，新区在区域发展中发挥着重要作用，近些年则呈现爆发式增长，具有典型的空间生产特征。从空间的生产理论视角切入，聚焦中国城镇化过程中极具代表性的空间组织形式——新区的时空演化，发现新区的设立与发展是一个快速的三元辩证的空间生产过程：新区的“空间的表征”主要由自上而下的政府权力意志主导，“空间的实践”集中体现为类型与格局、距离与面积等空间要素的规模等级差异和区域分异，“表征的空间”则体现为政府权力与城市权利之间的紧张关系与策应机制。新区的空间生产与再生产具有时空序列下的统一性和连续性，但政府主导的空间组织模式也面临着行政区管理协调难度大和区域发展不平衡加剧等一系列挑战。批判地反思新区发展路径是新时代实现区域平衡充分发展与新型城镇化战略的基础和关键。

城镇化与生态环境耦合系统是人地关系地域系统的重要一环,面对新时代全球尺度的远程联系、时空压缩与社会经济重构,传统的研究框架急需转型和升级。借鉴人地关系地域系统、远程耦合和星球城市化等理论,从复杂性科学视角出发,首先解析了城镇化与生态环境耦合系统的内涵,进而从空间、时间、表象和组织四个维度,提出了一个解释城镇化与生态环境耦合机理的分析框架——“耦合魔方（CHNC）”,并论述了其概念、内涵、演化规律和分析框架：魔方中的系统与系统、系统与要素、要素与要素间通过各种“耦合线”相互联系与作用,形成一个彼此嵌套、相互联系、对立统一的有机整体;魔方的旋转代表了不同地域间城镇化与生态环境的时空非线性耦合作用,系统通过不断能量交换,产生临界相变与整体涌现性,长期处于有序与无序之间的中间状态;“耦合魔方”包括近远程耦合、近远期耦合、组内间耦合和显隐性耦合,共四个维度,八种类型。重点剖析了远程、远期、组间和隐性耦合的科学内涵、研究方法与典型案例,并形成更具普遍意义的人地关系耦合矩阵。“耦合魔方”为揭示城镇化与生态环境耦合系统的演化和机理提供一个更加全面系统的跨学科研究范式,拓展了人地系统耦合研究的分析维度,为面向人类福祉的区域可持续发展政策制定提供科学支撑。

通过分析和整理从战国中晚期（约300 BC）至清末（约1900 AD）无定河流域历代县级及以上城址的位置、兴废年代数据,结合行政区划沿革、经济社会发展、政权更迭等资料,分析流域城镇格局的时空演变过程。研究表明：① 受气候周期性波动影响,无定河流域城镇的兴起与衰废具有明显的周期性特征,城镇几何中心的移动轨迹具有明显的“西北—东南”向潮汐性运动特征;② 城址存续年限普遍较短,具有明显的阶段性特征,流域内曾存在过4个阶段性中心城镇,中心城镇移动的方向和过程与城镇几何中心的潮汐性移动过程趋势一致;③ 流域城镇空间格局可分为3种类型,即秦汉与隋唐时期的沿河流谷地分布,宋、明两代的沿边境线与长城分布,以及元、清两代集中于流域下游分布。流域城镇未来的发展布局应重视气候变化对城镇分布的长期影响,关注区域环境的脆弱性,合理安排城镇体系发展规模与布局。

借助连锁网络模型和复杂网络理论,基于2014年中国装备制造业企业的地理分布情况,分析城市空间组织关系。研究发现,全国各地城市呈现一种枢纽—网络结构。全国范围来看,北京为全国性枢纽城市,上海、深圳、重庆等城市为地区性枢纽城市,且枢纽城市之间以北京与深圳的城际连接最为密切,西北地区和西南地区的大部分城市在网络中连接程度相对较低。基于行业的子网络进行比较发现,不同行业在网络规模、枢纽城市和网络密度等方面都存在显著的差异,证实了城市空间组织的枢纽—网络结构具有多中心性和多样性的特点。运用复杂网络理论进行蓄意攻击实验发现,删除枢纽城市的腹地城市后其网络连通度基本不受影响,但删除其非腹地城市后网络联通度下降非常明显,说明空间距离对枢纽与节点连通的限制越来越弱,这与中心—腹地结构中的情形有着明显的区别。

地缘关系研究作为地理学中一个重要研究领域越来越受到学者关注,开展基于大数据的地缘关系的定量研究,是对传统地缘关系研究的重要补充。利用新闻媒体大数据GDELT从全球性的视角将中国及其周边国家间地缘关系综合表达为合作与冲突关系,通过有序聚类方法识别中国及其周边国家合作与冲突的阶段划分,并对不同阶段国家间的合作与冲突关系进行社会网络分析,利用社区探索等工具对合作与冲突网络进一步剖析和解译,最后对不同时段内突出的双边关系进行对应分析,以及以中国为中心的均衡度分析。结果发现：1979-2017年中国及其周边国家间合作与冲突关系在时间上表现出明显的3个阶段,中国逐渐成为网络的中心,形成了以中国为中心,以俄、日、韩为支撑的广泛合作格局;中越、中日、中俄、朝韩等各阶段突出的双边关系表现出各异的发展态势和驱动因素;伴随着中国和平崛起的进程,中国与周边国家的合作越来越均衡,与此同时中国与周边国家的冲突范围不断扩大。

经济的快速发展造成资源的过度消耗和环境恶化,资源环境承载力研究逐渐得以关注。本文构建了产业、人口、经济、资源、环境综合分析框架,该框架首先评价各产业对区域社会经济的重要性,确定产业结构调整方向;进而分析产业、人口与资源环境间相互作用机制,明晰产业经济、人口规模与资源利用、环境污染的关系;然后开展资源环境承载力综合评价,为实现环境友好、资源有效利用前提下的最大社会经济发展规模提供依据。西藏自治区案例研究结果显示,有色金属矿采选业、旅游业、酒饮料和精制茶制造业对当地社会经济系统有着重要作用,成为支柱产业;不同发展情景的资源环境承载力评价,确定了资源环境限制下各种产业结构调整所能支撑的最大人口和经济规模,为区域产业发展提供决策依据。本文所构建的分析框架可为实现“社会经济—资源环境”系统可持续发展提供决策支撑。该框架的建立增强了资源环境承载力评价方法在辅助决策方面的可操作性,有助于推进区域资源环境承载力理论研究和实践应用。