近年来，随着城市化进程的不断推进，温室气体排放引起的温室效应日渐增强，带来了诸多环境问题，严重影响了环境质量。这一现象出现的原因很大程度上归因于人类活动。大量研究证明人类活动主要是通过变更土地利用类型这种途径来影响陆地生态系统的碳循环。因此，着力研究土地利用变化的碳排放效应可以为相关碳减排措施的有效实施提供理论依据，从而进一步改善人类的生活环境，达到人与大自然和谐相处。考虑到上海市是中国国际化大都市的典型代表，一直处于经济发展的高速时期，土地利用变化显著，本文选取上海市为研究对象，利用1996年、2003-2011年上海市耕地、园地、林地、城市园林绿地、牧草地、未利用地和建设用地面积以及上海市煤、石油、天然气等能源消耗统计数据，运用相关碳排放模型，分别对上海市各土地利用类型产生的碳吸收量、碳排放量和碳净排放量进行了核算，尝试提出上海市碳排放清单，并对其土地利用变化与碳排放量进行了相关性和回归分析，研究结果表明：（1）上海市长期处于碳排放严重失衡状态，净碳排放量从1996年以来一直呈现正值，且数值居高不下，最高达6070.07kt；（2）建设用地是主要的碳排放源，其2011年碳排放强度为每公顷228.16t；耕地是碳吸收的重要承担者，年均碳吸收量1271.94kt；其次为林地和园地，年均碳吸收量分别为113.76kt、47.92kt；（3）土地利用变化和碳排放之间具有相关性。其中耕地与碳吸收总量显著性相关，相关系数达0.996，其次为园地和林地，牧草地和未利用地最小；而建设用地与碳排放总量的相关性系数最高，达0.998；（4）回归分析得，建设用地的拟合度最高，达0.9979；耕地次之，R2值为0.9967；而未利用地最小仅为0.3924。基于以上研究成果，同时响应“低碳经济”的模式要求，本文给予了一定的优化上海市土地利用结构，减少碳排放的措施建议，以期在发展经济的同时可以尽量减小对环境利益造成的损害，平衡城市发展和生态保护之间土地使用竞争的矛盾。