我国土地资源日趋紧张,尤其农用地资源遭到不同程度的破坏和减少,由于粗放型土地利用模式,在经济发展的同时也造成大量的碳排放,加剧温室效应,对生态环境和土地资源构成严重的潜在威胁。研究表明,土地利用变化是仅次于能源消耗的第二大碳排放源,而科学的土地利用和管理方式可固定大部分的碳。因此,这就要求我们充分、高效地利用有限的土地资源,调整、优化土地利用结构,向低碳化、高效益化模式转变。这也对治理大气污染、集约利用土地资源和推动生态文明建设具有积极意义。本文以怀来县为研究区,对2002-2016年土地利用碳排放量进行估算,明确碳源、碳汇及其变化情况;利用Kriging插值法探究怀来县碳排放风险的空间分布特点及变化规律;最后综合经济、生态等因素对怀来县土地利用结构进行优化,并提出针对性的建议和措施。主要研究结果如下:(1)通过RS技术获取怀来县2002、2009和2016年三期遥感影像并解译,借助ArcGIS对土地利用变化进行空间分析。怀来县2002-2016年14年间建设用地面积大幅度增长,主要由耕地和未利用地转变而来;耕地与水域面积大面积减少,其他土地利用类型变化较小。(2)通过能源消耗量、农作物产量和农业生产过程中能源及物资的消耗量等基础数据并结合碳排放系数法,对怀来县土地碳排放进行总体测算。怀来县土地利用净碳排放量从2002年306087.89t增长到2016年382891.60t,期间经过快速增长和缓慢减少等变化过程。建设用地是最主要碳源,耕地与林地是主要碳汇。(3)将怀来县进行网格化处理,分成1785个单元格,再通过Kriging进行空间差值,得到研究区土地利用碳排放空间分布及变化规律。结果表明,碳排放风险程度分布与土地利用结构空间分布有着紧密的联系:重度、高度风险区主要分布在建设用地密集区及附近,低度和微度风险区绝大分布在碳吸收能力强的农用地及其附近。将土地利用碳排放化为5个风险等级,高度和重度风险区面积不断扩大,区域土地利用碳排放依然存在较大风险。(4)以低碳减排为目标,综合经济、生态等因素,构建综合效益模型,并利用LINGO11.0软件求得低碳土地利用结构配置最优解。最终得出“低碳排型”、“中碳排型”、“高效益型”三种低碳土地利用优化方案,其土地净碳排量分别为2.25×10~5t、2.34×10~5t和2.43×10~5t。综上,本文对怀来县土地利用碳排放时空变化情况及规律进行初步探究,并在土地数量结构上进行调整以实现区域的增汇减排。这对改善区域空气质量,建设生态新城具有一定的积极意义。