随着人口增长和经济的快速发展,人类对土地资源利用的程度和效率不断加强,从而导致资源短缺、环境污染和生态破坏等一系列问题,很大程度上影响了现代化进程,成为可持续发展的瓶颈。20世纪80年代起,国际科学界先后组织实施了世界气候研究计划(WCRP)、国际地圈生物圈计划(IGBP)、国际全球环境变化人文因素计划(IHDP)以及国际生物多样性计划(DIVERSITAS)等全球环境变化研究计划,目的是综合研究地球系统及其改变对整个世界可持续发展的作用。而整个地球环境改变的主要原因和重要组成部分是土地利用覆盖变化。土地利用变化不仅对经济发展产生强烈作用,而且.对区域生态环境,主要包括大气环境、土壤环境和水环境等的结构、组成和功能产生重要影响。因此,土地利用变化研究成为国际性的重点研究课题,分析区域十地利用现状,模拟十地利用发展趋势,对改进土地利用结构和格局,维护农业水土资源平衡,探求区域水土资源可持续利用模式,具有重要的理论和实践意义。本研究采用RS和GlS技术,基于陕北黄土高原2000年和2010年两期遥感影像,提取了区域土地利用现状信息,基于CA-Markov模型模拟分析了区域2020年和2030年的上地利用时空动态变化特征。而后根据预测结果,依据《国家人口发展功能区工作技术导则》中基于全国统一标准的十地资源承载力测评模型,对陕北黄土高原土地资源承载力的现状和未来发展趋势进行测评,提出区域土地资源可持续开发利用的对策。研究得出以下结论：(1)陕北黄土高原土地开发利用时空动态变化大。主要表现为耕地资源面积的减少和林草、建设用地面积的增加。原因主要包括退耕还林(草)政策的实施；农村城市化过程中,建设用地占用大量耕地资源;农业内部结构调整,鼓励经济效益较好的果园业发展。有林地、灌木林和牧草地增加的范围分布在延安地区南部的子午岭、崂山及黄龙山等水源涵养林区,以及榆林地区北部的长城沿线防风固沙林区。水域面积变化不显著,略有增加,主要是由于土地利用过程中,大力兴修水库、骨干坝、淤地坝和灌溉工程等,增加了区域蓄水面积。未利用地有所减少,表明区域上地利用效率在不断提高。(2)随着人口的增加和耕地资源的减少,区域人地关系矛盾更为突出。2010年,陕北黄土高原25个区县中,土地超载地区有14个,占到总数的25%；人粮平衡地区有8个；粮食盈余地区仅有3个。预测到2020年,25个区县中土地超载地区将达到15个,2030年将达到16个。因此,在不考虑削山填沟、建造新城等人类活动的影响,陕北黄土高原的土地资源的人口承载力会有所降低。(3)保护耕地资源,提升人口素质,实施生态和能源补偿机制,是确保区域粮食安全和土地生态安全的关键。具体的政策为：①坚持保护耕地资源,确保粮食安全。②合理发展人口规模,提升高素质人口比例。③健全生态补偿机制,可持续开发利用土地资源。④建立能矿资源开发利用补偿政策,保障区域土地生态安全。本研究的特色在于结合了具有模拟复杂系统时空动态演化能力的元胞自动机和具有长期预测的优势的马尔科夫模型,模拟了陕北黄土高原未来土地利用变化的趋势,实现了区域土地资源数量配比与空间分布的有机结合；同时基于土地利用变化预测结果和区域人口发展预测结果,选择基于全国统一标准的《国家人口发展功能区工作技术导则》中的计算模型,测评了陕北黄土高原县域尺度上土地资源承载力的时空动态变化趋势,为协调区域土地资源的平衡和实现区域土地资源的可持续开发利用提供科学参考。