随着中国城市化进程不断加快,必然会导致城市用地扩张。目前,我国城市用地扩张处于飞速发展时期,城市用地无序扩张的现象日益严峻,对城市内部的生态环境造成严重影响。为了探究城市化进程中城市用地扩张与生态保护之间的矛盾关系,本文以长沙市为研究区域,首先利用2000、2008、2013、2018年四期土地利用数据,从扩张形态和扩张强度对长沙市2000-2018年的城市扩张过程进行分析,并对该过程中所产生的景观格局变化以及生态环境影响进行分析;随后从自然地理、社会经济、生态安全三个角度选取10个指标,利用层次分析法计算得到各项指标权重,构建一个适合研究区域的土地生态适宜性评价体系,利用最小累积阻力模型计算长沙市城市用地扩张的生态阻力,对长沙市的土地生态适宜性进行分区;紧接着,对使用传统方法挖掘元胞自动机模型转换规则的不足之处进行改进,设计了一种顾及区域特征和尺度特征的浅层卷积神经网络元胞自动机模型对长沙市2013-2018年的城市用地扩张过程进行模拟;最后利用CA-Markov模型结合土地生态适宜性评价结果实现对长沙市2025年的城市用地空间分布进行预测。论文得到的主要成果和结论如下:（1）从城市扩张形态、扩张强度分析长沙市的城市扩张过程。在2000-2018年三个时期,长沙市的城市重心总体上向西偏移,转移速率分别为,245m/年,370m/年,232m/年,扩张速度以及扩张动态度分别为25.05km2/年和200.38km2、80.04km2/年和400.21km~2、及40.41km2/年和202.7km2。从土地利用结构变化来看,长沙市在2000-2018年期间城市用地扩张主要侵占的土地利用类型为林地和耕地,对耕地、林地和城市用地景观格局的各项指标计算结果进行分析,耕地的各项指标都是随着缓冲区距离的增加呈现出先增加后降低的趋势;林地的各项指标总体上呈现出先增加后降低的趋势;城市用地的各项指标在2008-2018年期间随着离城市重心的距离增加,呈现出先增加后降低的趋势。从生态环境影响效应分析来看长沙市的生态系统服务价值总量,2000-2018年总体上呈现出持续下降的趋势,其中2008-2013年期间下降幅度最大为4×10~9元,占比为2.3%。（2）从长沙市的土地生态适宜性分析的结果来看,长沙市的生态适宜性较高的地区主要还是位于宁乡市和浏阳市,主要是水体和林地,长沙市的城区如岳麓区、雨花区等等城市化水平已经很高了,所以主要还是较低的生态适宜区为主,生态适宜性较高的区域相对较少;从最小累积阻力模型的结果来看,长沙市的生态阻力为0-86995.1之间,大致呈现出以城市用地为中心向周边扩散的趋势。（3）从城市用地扩张模拟预测的结果来看,本文提出的顾及区域特征以及尺度特征的浅层卷积神经网络元胞自动机模型的模拟精度,从景观层面以及元胞层面的评价结果,与ANN-CA模型以及Self-Adaptive-CA模型相对比,各方面指标都有所提高,模型模拟的结果更接近地面真实情况。从CA-Markov模型的预测结果来分析,长沙市城市用地将持续增长,呈现出由各级城镇中心向外的扩张趋势,城市用地分布呈现破碎化。同时在土地生态适宜性约束下浏阳市、宁乡市的城市用地扩张速度较高,长沙县与中心城区的城市用地扩张速度偏低,长沙市在未来7年的城市发展还是围绕着高质量发展为主。