世界正在由“城市化世纪”走向“城市世纪”,城市已成为人类最主要的生存空间。但是,目前世界各大城市都在不同程度上面临着人口膨胀、资源短缺、环境污染、生态恶化等“生存危机”,建设“生态城市”的呼声也越发高涨。在人类探索“生态城市”这一理想居住模式的过程中,地下空间以其特有的优越性而越来越受到人们的青睐。实践表明,开发利用地下空间,走城市立体化发展的道路,不仅能有效缓解土地资源紧缺导致的各种城市矛盾,而且是实现城市生态化与可持续发展的重要途径。但是,在开发利用地下空间以实现城市的生态化与可持续发展过程中,我们不得不面对下面几个问题:(1)如何通过合理规划实现城市上、下部空间的协调发展,从而避免地下空间资源的浪费性开发;(2)如何充分利用地下空间的特性,实现城市地面空间的生态化;(3)在地下空间内部生理环境和心理环境越来越受到关注的情况下,如何进行合理的设计以实现地下空间内部的生态化、改善地下空间的环境质量、提高地下空间的吸引力。本文的研究正是基于上述问题而展开的。首先,在规划方面,主要开展城市生态化建设过程中的地下空间功能开发层次、地下空间平面布局和竖向分层的研究;其次,在地下空间生态化设计方面,主要进行了生态型地下市政基础设施整合设计以及地下综合体内部生态一体化设计策略的探索:最后,针对上海2010年世博会园区地下空间开发利用的规划和设计进行了探索性研究实践。从世界范围来看,当前生态城市的建设尚处于探索阶段,而城市地下空间开发利用过程中的规划和设计理论研究在我国也刚刚起步,在理论和实践方面均有待进一步研究和探索。本文希望通过上述的研究,能够对我国今后一段时期内城市生态化建设过程中地下空间的大规模开发利用,起到一定的现实参考作用。