自1980年代可持续发展理念提出以来,城市与可持续性之间的关系虽得到世界各国和地区的广泛关注,但城市当前仍面临诸如气候变化、人口暴涨、交通拥堵、环境恶化等威胁生态安全及人类健康的问题。尤其是,我国城市化进程带来纷繁复杂的问题已影响到城市的健康发展。与此同时,城市形态是造成城市问题的根源得到学者的广泛共识并指出对可持续城市建设的重要性,故将塑造可持续城市形态作为建设可持续城市的重要空间手段进行了广泛探讨,然而系统地提出可持续城市形态的评估内容并能实现完全量化的研究较少,尤其是国内的研究更少。为此,基于不忘设计美好城市的初心,牢记实现城市可持续发展的使命,本文开展可持续城市形态本质、评估、优化的研究并以天津为例进行实证分析。本文研究包含三部分。第一部分是可持续城市形态本质探讨,在于明晰可持续城市形态的核心内涵,为评估和优化提供依据。首先分析新时期可持续城市价值观转型,明确当前城市研究的根本价值取向。其次采用哲学思维分析可持续城市形态蕴含的哲学价值观;接着在界定可持续城市形态要素并分析其可持续作用的基础上,建立哲学观与形态要素的内在关联,以此将形态要素作为哲学观价值取向的体现对象;最后以上述分析为基础,得出可持续城市形态的本质并分析其对可持续城市形态评估内容和优化策略的启示。第二部分是确定可持续城市形态的评估内容和量化方法及实证分析。作为本文研究的核心内容,在于明确形态的可持续性表现。以复杂适应系统理论作为评估理论依据,在分析理论对可持续城市形态评估适用性基础上,提出可持续城市形态评估内容、量化方法及结果判定思路。评估内容包含:形态非线性特征评估、形态空间流动性评估、形态局部与整体协调性评估、形态多样性评估、形态要素标识的优势评估等五个方面。确定的量化方法为:（1）以分形理论为技术手段评估形态非线性特征,在阐述技术适用性基础上,采用与理想分维数值的差距和实际分维数值的显著性检验相结合的方法评估形态非线性特征;（2）以空间句法为技术手段,在阐述技术适用性基础上,采用基于整合度和选择度的空间效率概念评估空间流动性,并详细阐述原理及计算方法;（3）基于空间句法参数整合度内涵,将分别代表局部与整体的局部与全局整合度点集置于同一散点图中,分析代表局部地区的点集在整个地区点集中的线性特征及位置,以此评估局部与整体协调性并系统阐述评估原理、判断标准及方法;（4）提出可持续城市形态多样性的三种类型,以生物多样性衡量方法为依据,确定每种类型量化方法;提出分析多样性和空间效率契合度的量化方法以评估多样性的空间效能,作为形态多样性评估的重要方面;（5）从形态要素的适应性、连接性、复杂性等三个方面建立指标体系以评估标识优势,并详细阐述采用路径网络分析法量化连接性、复杂性指标的步骤。在此基础上,将评估内容与量化方法在天津市中心城区85个街道进行实证分析,结果显示:（1）在形态非线性特征评估方面,当前中心城区形态维数与理想维数差距较大趋于僵化且不同功能用地分形维数变化明显。（2）在形态空间流动性评估方面,随着空间尺度半径的增加,空间效率呈同心圆化趋势,中心空间效率最高,向外围逐步降低。（3）在局部与整体协调性评估方面,中心六区大部分街道协调性较好,中心城区边缘地区协调性较差,历史文化街区与城区整体的协调性非常完美。（4）在形态多样性评估方面,城区的三条石、大胡同、劝业场、南市、新兴等街道差,其他街道较好,老城区以及中心城区东北、西部边缘和海河下游街道空间效率与多样性契合度较差。（5）在形态要素标识优势方面,老城地区形态要素标识优势性最好,中心城区外环西路和北路一线街道的优势性较差。同时,对评估结果进行空间相关性分析以把握其空间分布特征并结合实地调研验证评估结果并进行详细解读,以证实评估结果的有效性。第三部分是可持续城市形态优化策略分析。在于明晰如何实现形态的可持续性。提出“局部紧凑—整体可达”形态优化模式,并阐述优化模式消除紧凑城市劣势的作用机制以增强模式的有效性。在分析评估内容、优化模式和形态要素关系的基础上,提出规划设计、技术及政策支持等两方面策略。在规划设计策略方面:（1）提出区域形态优化策略,为城市提供良好的环境基底;（2）以地块、道路、开敞空间等形态要素为对象,提出体现评估内容的优化策略;（3）提出构建生态网络和重视绿色基础设施细部构造设计的优化策略。在技术及政策支持策略方面:（1）提出智慧城市、信息通讯和优化实施等技术支持优化策略;（2）提出政府机构主导和居民民主参与等政策支持优化策略。以此为依据,同时根据天津市中心城区可持续城市形态评估结果,提出具体形态优化策略:（1）积极盘活城区存量建设用地,降低分形维数以优化城区分形结构;（2）以形态要素为对象,明确优化思路,以85个街道评估结果为依据分别提出形态优化策略;（3）以城区水系、公园绿地等自然景观为基础构建生态网络,提出增强城区生存环境基底的策略;（4）以住宅建筑为起点、日常服务设施为终点,道路为网络,采用Rhino技术平台模拟每个街道适合慢行出行的道路及出行环境优化重点;（5）提出政府主导和居民积极参与优化以规范形态主体行为的策略。本文采用哲学思维反思可持续城市形态本质并基于复杂适应系统理论提出形态评估内容和量化方法,丰富了可持续城市形态的研究理论;同时基于天津的实证分析证实研究内容的有效性,在理论和实践上均具有一定的意义。