城市化造成城市土地利用急剧变化并加剧城市热岛效应,已成为城市气候演变研究的热点之一。基于武汉城市群2005-2015年3期MOD11A2地表温度数据,以景观格局指数表征土地利用空间格局特征,建立城市热岛与土地利用空间格局之间的回归模型;通过CA-Markov模型模拟2030年武汉城市群土地利用变化(精度为80.16%)并预测现有土地利用变化趋势下城市热岛效应演变规律。结果表明:(1)武汉城市群2005-2015年月平均温度升高,夏季热岛效应稳定,秋冬季热岛效应增强;(2)热岛效应由武汉市城区逐渐向周边城区扩散,热岛强度变化与城市空间发展吻合;(3)林地的聚集、形状、水域的面积和建设用地的密度是影响城市热岛效应的重要因子;(4)预测2030年武汉城市群林地面积将减少,建设用地面积增加;基于土地利用数据预测2030年武汉市城市群城乡温差增大,城市热岛效应增强,城市扩张所带来的建设用地增加、林地减少是城市热岛增强及空间上扩张的主要原因。