城镇扩张引发的各类土地利用变化实质上是不同时期、不同政策的土地空间竞争。当前城镇扩张与生态空间保护协调问题已成为国土空间治理实践的核心内容与难点。关中平原城市群作为西部地区面向中东部地区的重要门户和生态环境脆弱、资源约束加剧的重点地区,面临的土地生态安全问题和资源胁迫压力更为显著。2018年《关中平原城市群发展规划》的制定也表明协调、绿色、可持续发展将是关中平原城市群未来发展的重点之一。而城市边缘区作为城市群中土地变化最剧烈,生态受胁迫最为严重的地区,需要更多的研究和关注。因此,分析城市群宏观到微观尺度的土地利用变化,综合对比城镇扩张对不同生态用地的影响,进一步开展多情景土地利用变化模拟研究对城市群未来的规划和发展具有重要意义。本文基于1990-2018年土地利用数据,将耕地划分为人工生态用地,林地、草地、水域和未利用土地作为自然生态用地,结合土地利用转移矩阵、综合土地利用动态度、景观指数等方法对城镇扩张的直接生态影响进行分析,通过测算补偿受城镇扩张影响的耕地面积,探究城镇扩张对自然生态用地的间接影响。然后,基于城市流构建城市交互模型,结合元胞自动机、随机森林、马尔科夫链以及最小累积阻力等模型和方法构建基于空间交互的城市群土地利用变化模拟模型,对研究区2030年在自然发展、耕地保护、生态约束和综合保护四种情景下的土地利用变化进行模拟。研究主要结论如下:（1）研究区不同尺度土地利用结构和变化具有明显差异。1990-2018年建设用地面积大幅增加。耕地和其他自然生态用地的变化呈现为“拉锯式”发展特征。耕地、林地和草地是城市群的主要土地利用类型,但受区域自然环境差异影响,不同城市土地利用结构存在明显差异。城市边缘区主要以耕地和建设用地为主。从土地利用变化分析,受耕地占补平衡政策的影响,1995-2000年城市群耕地面积短暂增加,部分城市耕地变化与城市群相似。而2000年后,退耕还林、生态保护红线、生态文明等政策和概念的提出,林地、草地等自然生态用地面积略微上升,与此同时,耕地面积开始下降。（2）多尺度土地利用和景观格局变化分析表明,新增建设用地的主要来源为耕地,随时间推移,耕地破碎度升高,连通性降低,建设用地扩张对耕地景观的影响大于林地和草地。其中城市边缘区土地利用变化最剧烈,耕地流失现象最严重。而城市群和不同城市的土地利用转移变化大同小异。受耕地占补政策影响,城市群和地级市尺度耕地补偿的来源主要为草地,其次为林地。不同城市建设用地对自然生态用地的间接影响受耕地补偿机制的影响。因此,对整个区域实施统一的耕地补偿政策并不合理,应当因地制宜,考虑地区土地资源条件,适当调整发展和约束政策,有利于城市群的可持续发展。（3）对2015年关中平原城市群土地利用变化的模拟结果表明,研究构建的基于空间交互的城市群土地利用变化模型模拟精度较好,总体精度达89.76%,kappa系数为0.8501。对比不同情景的模拟结果发现,无约束的建设用地扩张将大量挤占生态用地,但单一的耕地保护或生态约束条件,也会牺牲其他生态用地类型,造成自然生态用地或耕地的大量流失。而综合耕地和生态保护的综合保护情景既在一定程度上约束了建设用地的扩张,也有效减少了包括耕地在内的生态用地面积的损失。但是,所有情景都表明,建设用地的扩张必然引起生态用地的损失,因此,控制建设用地发展规模,依据不同地区的自然环境条件,适当将建设用地蔓延式扩张调整为垂直式发展,并且划定明确的耕地红线和生态保护红线,将对城市群的协调和绿色发展具有重要意义。