中国的煤炭产量占世界总煤炭产量的近45%,而且煤炭开采破坏大量土地产生巨大的碳排放,所以低碳减排已成为中国等世界采煤大国的责任和共识。科学研究表明土地利用优化能在很大程度上增加碳汇,对促进区域乃至全球低碳减排具有重要意义。但是目前国内外对井工煤矿区低碳土地利用优化的研究很少,也缺乏响应的理论来指导井工煤矿区低碳土地利用的规划和实践。本文以晋煤集团大型煤炭基地内的集中连片井工煤矿区为研究对象,首先以1986-2015年间的Landsat遥感影像为基础分析了土地利用类型的变化,然后利用DNDC模型对耕地、林地和草地的碳排放系数进行模拟及优化,对其碳排放因子进行不断地调控使碳排放系数降低,再利用碳排放系数法和IPCC的一些算法来核算矿区每种土地利用类型的碳排放量,最后采用灰色多目标规划模型(GMDP)对土地利用进行低碳情景模拟并提出低碳优化方案。主要得出如下结论:(1)矿区1986-2015年土地利用结构主要还是以农业生态系统为主,但耕地、林地和草地面积呈现不断下降的趋势。而建设交通用地和采矿用地却不断增加,且采矿用地增长速度最快。(2)利用DNDC模型进行本地化验证后,可用来模拟矿区耕地、林地和草地生态系统,从而利用其对碳排放系数进行模拟,得到结果分别为3.301t/hm~2、-1.042t/hm~2、-0.749 t/hm~2,优化模拟后发现坡度、土壤性质和耕作措施均对其有重要的影响,通过不断调控提出了组合最优措施。(3)通过利用碳排放系数法和IPCC法对矿区碳排放量进行结算,结果发现矿区在1986-2015年期间土地利用碳排放总量呈明显增加趋势,从1986年的将近13.79万t增加到29.72万t,总共增加了15.93万t,约2.3倍。1986-2015年耕地、林地和草地碳排放量总体呈减少趋势,而建设及交通用地和采矿用地碳排放量却大幅度增加,可以看出人为活动碳排放对矿区温室气体排放贡献率极大。(4)通过利用灰色多目标规划模型对矿区土地利用进行低碳优化,结果得出低碳排放型优化方案比较适合作为土地利用优化调整和能源产业发展的目标,该优化方案能在保持较高经济效益产出的同时实现低碳减排的目标。