随着人类活动对环境的影响，人口、资源与环境问题日益突出，由此引起的土地问题备受人们关注。我国是人口大国，人多地少的矛盾特别突出，并已成为经济发展的瓶颈。因此，如何利用数学模型来定量研究区域土地生产潜力及土地利用的时空变化，对土地开发利用具有深远的意义。本文以GIS技术为工具，以浠水县为例，从建立丘陵山地生态环境因子时空分布模式入手，进行低山丘陵区复杂地形条件下日照时数、太阳辐射、温度与降水等生态环境因子的模拟，结合区域土地资源基础，探讨它们的时空分布特点与规律，进一步模拟研究区农作物(水稻)的土地生产潜力及宜林土地生产潜力。利用GIS空间统计功能，对研究区不同地貌类型区域的自然条件与土地生产潜力进行统计分析，结果表明，不同地貌的自然条件的差异，导致研究区土地生产力各不相同，光、温和土是控制研究区土地生产潜力的主要因素。应用遥感及GIS技术，目视解译三期遥感影像，获取浠水县1992年、2000年和2006年土地利用类型专题图，结合统计资料，建立区域土地利用数据库；利用多种模型与指数分析了浠水县1992-2006年土地利用的时空演变特征。采用土地利用动态度模型、土地利用程度时空演变模型、土地利用类型转换矩阵模型等研究了该县土地利用时间转变特征；选取景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数以及破碎度指数等景观指数，分析研究浠水县土地利用景观格局的空间演变过程。研究表明：耕地、林地和未利用地面积总量减少，农村居民点与工矿建设用地和水域总量增加；景观格局的多样性指数增加、均匀度指数增加而优势度指数下降。基于GIS的空间分析功能，分析了浠水县耕地、林地和农村居民点及工矿建设用地的土地生产力分布情况，结果表明，居民建设用地大部分分布在土地生产潜力高值区，尤其是沿江平原地区。