随着港口集群化趋势的逐渐凸显,港口群的发展愈发受到各界的广泛关注。港口经营者开始关心如何更多的参与港口群运作、促进自身发展,港口管理者开始关心如何引导港口群发展、发挥集群优势,对港口群发展进行深入研究已成为各界的共同心愿。针对以往研究中的问题,本文以港口群系统为研究对象,以演化机理分析为主要研究内容,一方面,从系统科学的角度,提出港口群系统演化研究的理论框架,对港口群系统做出基本的理论分析和说明；另一方面,以自组织理论为基础,对港口群系统的形成和演化机理进行理论建模研究。首先,理论基础部分给出了港口群系统的内涵、构成、环境和特性,以长三角港口群为例,通过集中度指数的纵向和横向比较分析,归纳港口群系统演化的阶段性特征；其次,引入自组织理论,分析港口群系统的自组织和他组织过程,论证自组织理论对港口群系统的适用性,探讨港口群系统的演化动因和基本原理,运用博弈模型论证港口群系统涌现机制的成因。再次,从内部动因入手,以港口吞吐量作为状态变量,建立港口群系统的演化动力方程。通过数理推导给出了演化方程的参数估计方法和求解方法,结合长三角港口的算例验证模型的有效性。然后,同时考虑内外部动因,以港口群通过能力作为衡量港口群系统规模的状态变量,设计港口群系统演化的扩展型元胞自动机。在数值模拟中,通过对各影响因素参数的控制,观察他们对港口群系统演化的影响。数值模拟结果表明模型能够描述港口群系统的演化趋势,参数调控结果表明区域经济对港口群系统规模的影响最显著。最后,归纳论文研究的主要结论,根据分析结果提出港口群系统的管理建议,针对研究中的不足提出未来的研究展望。