土地利用/土地覆被变化(LUCC)对区域生态环境产生着重要的影响，并以累积方式影响着全球环境变化。2005年启动的全球土地计划，强调陆地系统中人类—环境耦合系统的综合集成与模拟研究，其中，土地变化的生态效应被认为是研究的热点和核心内容，得到了国内外学者的普遍关注，也成为中国土地利用变化的优先研究领域。　　研究表明，碳排放主要集中在人口、工业、交通、建筑相对集中的城镇地区，城市正在成为温室气体和热岛效应的主要产出地，城市化和环境的关系已经成为国内外研究的热点。中国目前正处在城市化发展时期，分析我国城市化过程对碳排放的影响，对于实现我国城市和区域的可持续发展以及碳减排具有重要意义。　　沈阳市是我国北方重要的重工业城市，近些年来随着城市化进程的加快、工业搬迁改造的部署完成。城市用地变化比较显著。本研究利用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)对2000-2010年沈阳市土地利用变化特征进行了分析，并且通过建立土地利用的碳排放清单，对土地利用的碳排放以及其二者之间的关系进行了研究。探索了土地利用方式的转变与生态环境之间的相互影响，同时对土地利用的碳排放进行了预测，在沈阳市十二五规划和建设国家森林城市和低碳发展的目标下，以碳排放最小化和生态效益最大化为目标，对土地利用的格局进行了未来情景的数量优化和位置模拟。从而实现低碳—生态的土地利用格局。本研究对城市空间的低碳优化、土地利用的低碳规划以及城市的生态建设与管理都可以提供方法的借鉴和理论的支撑。　　本研究的具体结论如下:　　(1)通过分析沈阳市的城市景观类型水平上景观格局指数特征可知，在2000-2010年期间，景观类型尺度上的碳源用地的建设用地呈现出连片增长的高速开发态势，同时其他未利用土地也在增加并且聚合度增强，说明土地交易频繁，交易待建的用地增多。而碳汇用地的林地、耕地和草地则呈现出减少的趋势。土地利用信息熵也在2005年之后增量明显，土地利用的有序性减少，碳排放风险明显增大。　　(2)本研究建立了沈阳市土地利用碳排放清单，计算出沈阳市从2000-2010年11年的二氧化碳排放量。结果显示，虽然沈阳市的GDP从2000年1066.99亿元上升到2010年的5017.43亿元，但是碳排放量也从2000年的20218.19万吨上升到2010年的38901.21万吨。由此我们可以看出沈阳市的经济增长虽然很快，但是经济增长的质量和效率却不高，经济高速增长的同时也带来了环境的污染问题，能源效率低下。在全国都致力于发展低碳经济的大背景下，沈阳市必须结合目前的现状进行低碳化经济发展建设。　　(3)城市化率、人口、新增建筑面积以及建设用地面积是导致沈阳市碳排放增长的主要驱动因素，而能源效率以及第三产业产值占GDP的比重则与碳排放负相关。土地利用格局的优化、产业结构的调整升级都会对城市的碳排放产生深刻的影响。　　(4)遵循沈阳市十二五发展规划以及沈阳市土地利用发展纲要的要求，结合沈阳市总体规划以及建设生态城市的需要，对沈阳市的土地发展的碳排放设计了自然发展预案和低碳优化预案两种情景，通过对两种情景的对比研究，对沈阳市的土地利用和空间布局进行了预测、模拟和优化。结果显示，自然发展预案下，建设用地面积和未利用的土地面积到2020年会显著增加，而耕地、林地、草地和水域面积会减少，沈阳市的碳排放呈现增长的趋势，到2020年碳排放总量会增长到62728.82万吨碳，比2010年增加23827.39万吨碳。　　(5)在低碳优化预案情景下，建设用地面积增加减缓，主要以消化其他闲置未利用土地为主，耕地、林地、草地面积控制在十二五规划目标之内，优化位置经过蚁群算法，均在生态适宜性的土地利用范围之内，同时优化后的土地利用的碳排放为29452.94万吨碳。土地利用格局完全符合十二五规划需求，土地的生态功能得到修复，城市向着低碳和生态的方向健康发展。