全球正在经历的快速大规模的城市扩展过程已经造成了一系列生态环境问题。掌握城市扩展过程的时空格局是评价城市扩展过程对生态环境影响的重要基础,相关研究已成为城市生态学和城市可持续性科学研究的热点。然而,大部分研究仍局限于单个城市,研究的时间长度也一般短于一个世纪。这些研究难以全面反映全球城市扩展过程的时空格局。本研究的目的在于揭示全球不同城市近两百年(1800-2000年)城市扩展过程时空格局的一般规律。首先,我们订正了美国林肯土地政策研究所发布的全球16个城市1800-2000年建成区数据,提高了数据的一致性；然后,我们基于订正后的数据在城市行政区和建成区两个不同的空间范围内通过计算景观指数分析了城市扩展过程的时空动态格局。我们发现,16个城市的建成区面积在1800-2000年均呈指数增长,建成区的斑块密度、边缘密度、景观形状指数和面积加权分维度均明显上升；平均斑块面积和最近邻距离呈波动变化。在景观尺度上,斑块密度、面积加权分维度和景观形状指数也显著上升,平均斑块面积持续减少。基于景观扩展指数的分析结果表明,城市扩展过程中,内填型扩展、边缘型扩展和蛙跃型扩展等三种城市扩展模式同时发生,并变换着主导性。此外,香农多样性指数和蔓延度指数在不同空间范围的变化特征不同。在城市行政区范围内,多样性指数持续上升,蔓延度指数不断下降；在建成区范围内,多样性指数和蔓延度指数的变化分别呈倒U型和U型曲线。上述结果表明,在城市扩展过程中,建成区和整个城市景观的结构一般趋于破碎化,斑块形状通常更加复杂。这些现象是由内填型扩展、边缘型扩展和蛙跃型扩展等三种城市扩展模式综合导致的结果。同时,揭示城市扩展过程的时空格局还依赖于测量景观格局的指数和空间尺度。这些发现为研究城市生态、城市规划和城市可持续性提供了参考。