土地利用变化是全球变化的重要构成部分,也是现阶段全球变化研究的热点。土地利用是人类生存的基础,土地是人类一切活动的基础,人类的活动离不开土地提供的物质和空间。20世纪以来,人类对于土地系统的干预在逐渐加强,随着人类自身的发展和物质欲望的提高,人类向土地索取越来越多,人地关系日益紧张,人地矛盾日益突出,自然灾害频发。人类为了自身的可持续发展,就必然要科学、合理利用土地。为了可持续利用土地,人类应该从数量上和空间上来研究土地利用变化的历史,从中得出研究区乃至全球的土地利用变化的特点和规律,然后借助于土地利用变化模型来模拟未来土地利用的数量变化和空间变化,以便于土地利用的科学决策。本文第一章主要是对土地利用和土地利用变化的概念进行了介绍,然后对研究的背景和意义做了说明和探讨,此后本章主要对国内的土地利用变化的研究进展进行了梳理,进而得到本文的研究内容和技术路线。第二章主要是对现阶段土地利用变化已有的理论和方法进行了整理,在此基础上以可持续发展理论、人地关系协调论、土地利用变化的层级理论、土地区位理论和景观生态学理论作为本文研究的理论依据,采用情景设置的方法,用CA作为模拟方法。第三章主要是研究芜湖市1996-2009年的土地利用时空变化。利用1996年2005年和2009年3个时间段的土地利用现状数据,从土地利用结构变化、土地利用的动态度变化、土地利用的稳定性和土地利用空间格局等几个方面进行分析,研究发现芜湖市地类转换的主要流向是耕地转变为建设用地、水域转变为耕地和建设用地转换为耕地,未利用地动态度变化最大,其次是建设用地；芜湖市土地利用综合程度在研究期内处于发展期,研究期内地类最不稳定是水域；通过有序性研究发现芜湖市土地利用的复杂程度提高,土地利用的有序性在降低；通过研究区的土地利用格局研究发现芜湖市的景观自然度在上升,景观破碎度在加剧。土地利用空间变化模拟是第四章的主要内容。本章首先讨论了基于CA模拟土地利用空间变化中元胞邻居形状对于模拟结果的影响,讨论基于动态邻居的VecGCA进行土地利用空间演化的过程,构建了模拟研究区土地利用空间变化的模型,模型包括目标层、约束层和情景设置层,模拟了2020年芜湖市土地利用空间变化。第五章主要从生态响应的角度对第四章的模拟结果展开研究,借助于生态风险系数从土地生态风险、借助于基于距离的生态系统服务价值从生态系统服务价值两个方面对第四章中设置的两种发展模式下的六种情景进行对比分析；在此基础上提出了研究区未来的土地利用模式和对策建议。第六章对本文重要的研究结果进行了总结,并对本研究中存在的问题和未来需要改进的地方进行了探讨。