污染空间是城市发展进程中伴随着工业化和人口集聚引发的大量废水、废气、废渣的排放,不断累积而成。一方面,污染空间对城市环境与生态、城市居民的身体健康与人居安全构成了巨大威胁;另一方面,良好的地理区位也使得污染空间再开发在新一轮城市发展中潜藏着巨大的经济效益和社会价值。污染空间更新利用逐渐引起人们的重视。国际上对污染空间更新利用的研究始于"棕地"再开发,西方国家对工业革命后遗留的污染场地和废弃地的再利用问题进行了广泛探索,形成了一套较有借鉴意义的研究理论、开发模式、政策法规和规划案例;国内对这一问题的重视较晚,理论介绍和政策呼吁较多,系统的面向空间规划与调控的污染空间更新利用理论和技术尚处空缺。基于此,本文以曾经是新中国建立之初的老工业基地—长株潭城市群为例,从污染空间识别入手,探究污染空间分布规律和形成原因,污染空间与城市群主体空间关系,污染空间更新利用的风险和效益,污染空间更新利用模式和规划技术等,形成一套综合研究技术路线。并最终依据这套技术路线设计出基于污染空间更新利用的长株潭城市群空间优化方案。文章的主要研究内容和结论如下:(1)通过从长沙、株洲、湘潭三市各环境监测站获取的大气污染监测数据、水体污染监测数据和土壤污染监测数据,运用GIS空间分析软件对长株潭城市群核心区的污染空间进行识别。结论为:长株潭城市群大气主要污染物为可吸入颗粒物和二氧化硫,重点污染区域在长沙、株洲、湘潭三市主城区,呈点状分布;长株潭水域整体水质基本达标,水体环境污染以氨氮和各-类重金属为主,有明显的季节变化规律;长株潭城市群土壤污染较为严重,以株洲市的石峰区为代表,以镉污染最为严重;综合污染空间主要集中在三个节点城市的中心位置,其中株洲市的污染空间范围较大,且集中连片,长沙和湘潭有分散的污染斑块。(2)借鉴景观生态学的分析理论与方法,从空间规模结构与空间分布格局差异性两个方面来构建污染空间与城市群主体空间关系测度指数,分析长株潭城市群的空间污染效应。结论为:长株潭城市群的空间关系格局呈现明显的城乡梯度变化规律,开发强度、建设紧凑度中心城区显著高于外围县域,生态破碎度由中心城区向外围县域递减,生态供给能力则由中心城区向外围县域递增。三市市区尤其中心城区的空间污染强化效应较大,且有集中连片趋势;空间污染净化能力则由外围县域向中心城区逐步减弱趋势,中心城区内部空间污染净化能力最小。(3)基于生命周期理论,从政策法律风险、经济风险、组织风险、污染风险、技术风险等一系列在城市群污染空间更新利用过程中有可能出现的风险出发,构建污染空间更新利用综合风险评估指标体系,运用多层次灰色聚类法对长株潭城市群各类污染空间更新利用的综合风险进行评价。结论为:长株潭城市群污染空间更新利用的整体风险处于中等水平,不同污染程度的污染空间风险值略有差异,但差值不大。"两型社会"综合改革试验区的设立促进了长株潭城市群重视环境保护、污染治理等,降低了综合风险;但跨行政区的污染修复和更新利用增加了行政沟通和跨区域统筹协调,使得综合风险增加。(4)从环境效益、资源效益、经济效益、社会效益和投资效益等多角度构建污染空间更新利用综合效益评估指标体系,运用组合权法的多层次灰色评价法对不同的更新利用方式进行效益评价。结论显示:综合效益的排序为商业用地>绿色用地>工业用地>生活用地,在污染土地可修复、可使用的前提下,商业用地具有紧凑度高、经济价值高、能带动城市活力等优势,是最优开发方案。但大部分污染土地的修复难度大、周期长,暂时不具备建设用地开发条件,变更为绿色用地是最实际、最具短期操作性的开发方案。(5)综合前述研究成果,运用污染程度指数、污染效应指数、经济社会指数、风险指数、效益指数等,构建污染空间更新利用判定公式并制定分类标准,从宏观角度给出不同类型的区域单元污染空间更新利用的模式。进一步梳理总结污染空间土地功能置换方法与迁移距离标准、土地利用结构调整和空间布局调整技术,并针对长株潭城市群这个具体案例设计出一套基于污染空间更新利用视角下的空间优化方案。方案重点解决已识别出的污染空间修复整治和搬迁改造的问题,如何进行土地利用结构调整和空间布局优化以减少污染空间生成和城市群污染蔓延与相互干扰的问题,并从加强区域联系和城市群统筹协调角度合理进行空间重组和功能分区。