城市的发展演变与交通运输的进步有着密切的联系。从宏观上来说，城际交通运输技术的进步对于城市化水平的提高，全国城市体系的形成起着十分重要的作用。19世纪末20世纪初，美国铁路网的建立使全国城市体系得以形成。而从微观上来看，市内交通工具的改进，则对于城市的规模、形态、结构、区位功能，即城市的生态组织的发展演变起着决定作用。城市交通的发展经历了近代有轨街车、汽车和公路、高速公路等几个阶段，相应地，城市的生态组织结构也经历了步行城市、单中心结构的大都市区、多中心结构的大都市区和大都市连绵区等几种模式。
    一、“步行城市”的生态组织结构
    美国芝加哥学派城市生态学家帕克曾经指出：“在城市社区这个范畴内有各种作用力在发挥作用……这些力会逐渐把人口和社会机构组合为一种特有秩序，”而“由于城市拥有自身的秩序，因此人们就不能随心所欲地改变它的物质结构和道德秩序。”[1]（P1-4）而按照另一芝加哥学派学者L.沃思的定义，城市的生态组织“是指城市的人口和机构的空间布局以及城市结构和功能的时间变化。这种空间布局和时间变化是受城市内部的各种选择、分配和竞争力量的支配而发生的。由于这些力量的支配作用，城市的结构和功能会逐渐形成各种典型结果。”[1]（P187）也就是说，城市的生态组织结构是在各种力的推动下而形成的，并且处于不断的发展演变之中，这些力包括技术的、经济的、环境的、政治的和社会文化的等等。而在这些力中，技术条件，尤其是交通运输条件的变化，对于城市的生态组织结构的发展演变具有支配作用，是其它力量发挥作用的基本前提。
    18世纪末至19世纪中期，工业革命的进展使美国人口迅速向城市集中，从东部沿海到西部内陆，直到太平洋沿岸，一批批工业城市如雨后春笋般涌现出来。由于当时城市交通还十分落后，人们的主要通勤方式是步行，所以被称为“步行城市”。比如在1850-1880年间，费城80%以上的市民是步行去上班的。[2]（P161）人们从居住地步行到工作地需要花费半小时乃至一小时的时间。正是由于落后的通勤方式的限制，使“步行城市”的生态组织结构呈现出原始性特征：首先是城市的规模受到了限制，直到1850年，纽约、费城、波士顿等大城市的半径也不过2英里。[3]（P28）其次，由于通勤速度十分缓慢，为了方便起见，住宅、工厂和商店等都交错分布，城市的内部结构还没有出现十分明确的功能分区。再次，就人口分布模式而言，富人一般生活于市中心，而穷人则居住在城市的边缘。这种原始的城市生态组织结构当然与其所处的早期发展阶段有关，但落后的城市交通无疑是一个巨大的制约因素。
    然而，在城市化的发展进程中，存在着集中与分散两种趋势，这两种趋势相辅相成，共同推动了城市的发展与演进。如果说蒸汽机使集中成为可能，那么城市交通的发展则使分散化即郊区化成为可能，从而推动了城市生态组织结构的演进和大都市区的形成。大都市区的发展进程可大致分为三个阶段：第一个阶段从19世纪中后期到1910年，由于城市有轨街车的发展开启了郊区化的进程，为大都市区的孕育和初步形成时期。第二个阶段从1910年到1940年，由于汽车的普及和公路的大量铺设，郊区化进程更猛，为大都市区在全国各地普遍出现并走向成熟的时期。第三个阶段从1940年到90年代，由于全国高速公路网的密布、经济结构向后工业经济的转变和郊区化爆炸式的发展，为大都市区迅速膨胀并向多中心结构转变的时期。
    二、近代城市交通的进步与大都市区的初步形成
    近代城市交通首先启动了郊区化进程，推动了城市生态组织结构的演进和大都市区的形成。
    最早的城市公共交通工具是出现于1830年的公共马车，一般由一两匹马作动力，运载12-20名乘客按固定路线运行。到50年代，这种公共马车已流行于全国各大城市。1853年，纽约的700辆公共马车每天可运送12万人次。[3]（P29）50年开始出现了有轨马车，有轨马车客运量增大，运行速度也加快，时速大约为6-8英里。到80年代中期，在美国的300个城市中，共有525个有轨马车交通线路投入运营。美国城市地理学家戴维·沃得（David Ward）指出，在1850-1890年，“有轨马车是美国城市中最为重要的地方交通工具。”[3]（P32）另一种通勤工具就是蒸汽火车。火车主要是用于城际运输的，但从1830年开始首先为波士顿居民提供通勤服务，并且很快推广到其它城市。为了缓解城市的交通拥挤，1870年纽约市建成了第一条高架铁路，其它城市如布鲁克林和芝加哥等也修建了高架铁路。1897年美国第一条地铁在波士顿竣工，纽约市的地铁也于1904年投入运营。缆车在美国也风行一时，缆车最早于1873年出现于旧金山。到1890年，在美国的20多个城市中，缆车里程总长达626英里。[3]（P33）但是由于缆车造价昂贵和操作不便而未能得以推广。然而，在汽车广泛使用以前，最为重要的城市交通工具当数有轨电车。1888年弗兰克·斯普拉格发明的电车首先在里士满试用成功。电车灵活方便，运客量大，而且速度快，时速可达10-12英里。于是很快风行全国。到1895年，全国有850个市镇建立了电车系统，里程总长为一万英里。[4]（P39）而到1902年，美国城市交通里程的97%实现了电气化，该年电车客运量达200亿人次，行程2.2万英里。美国学者乔治·希尔顿（GeorgeW.Hillton）指出，电车“是科技发展史上被采用最迅速的技术发明之一”。[3]（P35）由于20世纪20年代以前，电车在城市交通系统中占主导地位，所以被称为电车时代。
    城市交通工具的发展和改进，使城市的通勤状况得到很大改善，使人口和物资的流动大为加快，为城市生态组织结构的演化提供了必要的前提。另外，城市交通的改进还导致了城市各区位地价的变化。因为通勤速度加快，人们到市中心购物相当方便，所以市中心区的可接近性增强，辐射域扩大，中心性也就增强，因而市中心成为商业活动的必争之地，于是市中心的地价飞涨，产生级差地租。由于工业企业单位面积的产出率远远低于商业企业单位面积的产出率，在区位竞争中处于不利地位。在级差地租的推动之下，市中心区的许多工业企业纷纷迁离市中心而到郊区建立工业卫星城，同样，市中心居民也不堪地价的飞涨而迁离，那些富裕阶层为了追求良好的生活环境而在郊区建立了环境优雅的郊区社区，而下层居民则只好不断向中心商业区周围的旧宅汇集，从而形成贫民窟。与此同时，商业机构却不断向市中心聚集，形成资金密集型的中心商业区。
    由此可见，城市交通的改进及城市各区位级差地租的变化，成为推动城市生态组织结构变化最有力的杠杆，城市区位功能的分化开始出现，中心商业区、贫民窟、工业卫星城和居民郊区逐步形成，美国大都市区的生态组织结构开始形成了。1909年，美国人口普查局提出了“工业特区”（Industrial District）这样一个概念，范围包括中心城市及其周围的郊区。理由是“由于电话、有轨电车及其它交通和通迅技术的发展，在很大程度上已使工业企业在空间上的接近成为不必要。因此我国城市人口和工业的增长在很多情况下是由于城市郊区的发展，而非城市本身的发展。在这种情况下，仅仅把城市行政界限以内的人口和工业进行统计公布，常常会错误地反映该城市在所处的地带的重要性”。[4]（P28）1910年人口普查局正式提出了“大都市区”（Metropolitan District）这一概念，它包括一个10万人口以上的中心城及其周围符合标准的地区，这个标准就是距中心城10英里以内的地区，或者虽超过10英里，但却与中心城连绵不断，且人口密度达到每平方英里150人以上的地区。[4]（P28）简单地说，大都市区就是中心城及其行政界限以外的，且又与中心城有着密切的经济文化关系的郊区，它们在生态上构成一个统一体。
    城市交通的发展不仅推动城市区位功能的分化，而且城市居民的分布模式也与早期步行城市大相径庭。在步行城市时代，一般富人居于市中心，而下层居民居于边缘地带。由于城市的发展导致城市环境的恶化，郊区成为理想的生活场所。但是，定居郊区要每天乘坐通勤车往返于城郊之间，虽然当时的街车票价很低，一般只有5美分，但对于贫困的工人也是一个沉重的负担，而购置郊区房产更是一批很大的开销。由于经济地位的限制，以及社会文化方面的制约，如种族和民族歧视等，社会下层居民和黑人、犹太人等少数民族只得住在市区陈旧的住宅和社区中，而只有白人上中层社会才能到郊区定居。因而在郊区化的过程中存在一种“过滤”现象，使美国城市人口呈现出按照阶级、种族、民族界限进行分布的特点。这样就逐步形成美国大都市区独特的人口分布模式，即郊区居民以白人中上层阶级为主，人口的同质性较强，而中心城的居民中穷人和少数民族的比例不断增大，人口的异质性较强。
    城市交通的发展不仅推动了城市生态组织结构的变化，而且也推动了城市规模的扩大和城市形态的变化。由于郊区化的蔓延与中心城对郊区社区的合并，城市的规模扩大了。又由于近代有轨交通工具的一大特点是按固定线路呈放射状从市中心向外延伸，这就决定了郊区的分布也必然呈放射状延伸，因而城市的形态也呈放射状或星状。
    可见，近代城市有轨交通首先推动了城市的规模、形态、组织结构、人口分布模式的演化，美国大都市区初步形成。