随着经济的快速发展,化石燃料燃烧和土地利用变化等人为活动所造成的碳排放已逐渐成为影响全球气候变暖的主要因素。在倡导低碳经济发展的背景下,土地利用碳排放的定量研究及低碳土地利用优化已成为区域土地资源管理领域的重点。基于此,本文以湖北省为研究对象,首先以2000、2005、2010、2015和2020年五期土地利用数据作为基础数据,借助土地利用变化分析模型对湖北省土地利用时空演变展开了分析,再采用直接、间接估算法和GIS的空间展示功能探索了湖北省2000-2020年的土地利用碳排放的时空演变规律。其次,借助LMDI模型对影响湖北省土地利用碳排放的主要因素进行分解识别。最后采用Markov模型和多目标线性规划模型分别对湖北省2030年自然和低碳情景下的土地利用数量进行预测,并通过PLUS模型对两种情景下的土地利用空间格局进行模拟,以期为湖北省2030年低碳土地利用优化提供理论借鉴与参考。主要研究结论如下:（1）2000-2020年,湖北省土地结构基本保持稳定,林地和耕地是其主导地类,土地利用综合动态度以2010为拐点,呈现出先递增后递减的变化趋势。其中建设用地的动态度最大为2.19%,面积增加最为显著,其净增加面积为2238.52km~2,其主要来源为耕地（转换率46.47%）和林地（转换率36.96%）,其转入区域整体呈现出以武汉市、宜昌市、襄阳市为中心向外呈放射状扩张趋势。耕地的流出面积最大,其净减少面积为2475.80km~2,主要向建设用地（转换率46.47%）、林地（转换率28.14%）、水域（转换率23.90%）流转,其流失区主要集中分布在湖北省中部的武汉市、潜江市、荆州市、仙桃市、天门市和荆门市等地区。林地、草地、水域双向转换作用显著,未利用地单项转出趋势明显,其中水域面积以2010为拐点呈现出先递增后递减的变化趋势,林地、草地、未利用地面积呈持续递减趋势。（2）湖北省土地利用碳排放总量呈线性增长趋势,其总量由2000年的3400.47×10~4t增加到2020年的19931.87×10~4t。其中碳源增加了16530.50×10~4t,碳汇减少了1.11×10~4t,建设用地的碳排放是碳源的主要贡献者,林地的碳吸收是碳汇的主要贡献者;从土地利用碳排放的空间分布来看,全省除神农架林区和恩施土家族苗族自治州外,均存在不同程度的碳排放,其空间分布整体上呈现出“一主两副,圈层递减”空间分布趋势。其中土地利用重度碳排放区主要分布在武汉市,高度碳排放区主要分布在襄阳市、宜昌市,中度碳排放区和低度碳排放区主要呈圈层递减趋势分布在武汉市、宜昌市、襄阳市周围。（3）土地利用碳排放LMDI分解结果显示,土地利用碳排放强度、土地利用结构、人均GDP对土地利用碳排放的增长起正向拉动作用,土地利用经济效率因素起负向拉动作用,人口因素对土地利用碳排放的作用以2015年为拐点由拉动转为抑制作用。从空间上看,各因素对各地市州土地利用碳排放的作用整体与湖北省保持一致,其中神农架林区的土地利用结构、人均GDP、土地利用碳排放强度对其土地利用碳排放的增长起负向拉动作用,土地利用经济效率呈正向拉动作用,十堰市的土地利用碳排放强度对其土地利用碳排放的增长起负向拉动作用,人口总量对各地市州土地利用碳排放的作用具有波动性。（4）对比自然和低碳情境下2030年土地利用的数量结构发现,低碳情境下的土地利用更具碳减排潜力,低碳情境下的土地利用碳排放总量约比自然情景降低了3020.92×10~4t,降低率达9.50%。自然情境下,耕地、林地、水域、草地、未利用地面积呈快速下降趋势,建设用地呈快速扩张趋势。低碳情境下,耕地、水域、未利用地面积递减趋势得以缓解,建设用地扩张速率更加缓慢;PLUS模拟结果显示,低碳情境下,土地利用类型的方位优化更为显著,各地市州的土地利用数量结构得到明显改善,其中耕地、建设用地整体上呈现出向东、向南收敛变化趋势,其在武汉市、荆门市、天门市、潜江市、仙桃市、荆州市呈集聚增加趋势,在十堰市、神农架林区、恩施土家族苗族自治州、随州市、黄石市、咸宁市、黄冈市、面积呈减少趋势。林地、草地、水域整体上呈现出向东、向南扩散分布趋势,其在武汉市、荆州市、襄阳市、宜昌市、天门市、潜江市、仙桃市和鄂州市面积呈扩散增加趋势。