城镇化水平是衡量一个国家和地区经济文化与科技发展的重要标志,城市热岛效应是伴随城镇化进程所产生的一种典型城市气候现象。由于城镇化导致地表不透水面扩张,极大地影响了下垫面的热力性质,而土地利用变化作为反映地表变化最显著的景观标志,与城市热岛效应密切相关,探索和分析城市土地利用变化与热岛效应之间的内在关系有助于揭示城市热岛的形成与演化机制。目前对于城市热岛效应与土地利用变化之间的相关研究,通常以定性分析为主,缺乏衡量两者相互作用影响关系的定量模型。基于此,本文在RS和GIS技术的支持下,以武汉市为研究区,分析了2005-2015年间城市热岛效应的时空格局演变特征。并在此基础上,提出和构建了土地利用贡献度LCI指数,用来更好地量化不同土地利用类型对于城市热岛效应的贡献度,同时基于CA-Monte Carlo模型进行了耦合土地利用规划的城市热岛效应情景模拟,以及针对武汉市热岛效应现状提出了部分缓解对策。本文的主要工作如下:(1)探讨了武汉市热岛效应的时空格局演化特征。结果表明,2005-2015年间研究区的城市热岛效应一直呈扩张的态势。2015年强热岛区域(包括强度和极强度两种热岛等级)占整个城市面积的8.56%,为2005年(3.35%)的两倍之多。早期强热岛区域主要分布在武汉市长江沿岸且规模较小,后来向四周辐射扩散,而热岛效应较弱的西南部地区也向中度热岛甚至强热岛转变。在研究周期后半段,热岛增强区的占比由31%降至17%,说明武汉市的城市热岛效应虽然总体呈加剧趋势,但是其时空格局经历了先剧烈后平稳的发展状态。(2)构建了基于LCI指数的城市热岛效应与土地利用变化关系模型。研究发现,五种用地类型对于城市热岛效应的贡献度分别为:建设用地>未利用地>0>耕地>林地>水体,建设用地是引起热岛效应加剧的最主要用地类型,而水体能最大程度地抑制热岛效应。由于冬季太阳辐射减少,各地类活性减弱,对热岛效应的贡献度明显小于其他季节。(3)开展了耦合土地利用规划的城市热岛情景模拟分析,并确定了符合《武汉市土地利用总体规划(2006~2020年)》战略目标、顾及城市热岛效应的土地利用规划情景。三种规划情景下城市热岛效应模拟结果的合理性排序依次为:情景Ⅲ>情景Ⅰ>情景Ⅱ。在情景Ⅲ下,2020年时城市热岛效应强度较低,建设用地(增幅8.08%)既接近《规划》中的战略目标,耕地保有量(降幅5.69%)也没有越过“耕地红线”,是一种符合规划控制又稳步发展的状态,也是最符合城市生态环境可持续发展的规划情景。(4)针对武汉市的发展现状,提出了缓解热岛效应的方法措施。通过优化土地利用空间布局,建设用地集约利用,明确耕地和基本农田保护,以及加强城市绿化,增加森林面积,保护好水体、山体等城市低温走廊,都有助于改善城市热环境。