20世纪90年代以来，随着全球变化研究的有力推动，土地利用变化研究作为重点领域已成为全国环境变化研究的热点。耕地是区域土地利用变化的核心类型，其变化与流向反映了社会经济发展的基本态势，耕地资源的数量与质量直接影响到国家的粮食安全、生态安全以及经济的可持续发展。针对目前普遍存在的沿公路“摊大饼”式无序蔓延的发展模式，本文提出根据紧凑式城市发展理论，按照点轴发展规律，对耕地资源在“城镇紧凑发展、工业园区集中发展、农村居民点集聚发展”的土地利用格局的基础上，进行合理的规划调整。　　传统的耕地规划布局方法受人为因素影响较大，难以对耕地进行智能化的处理。为有效地保证耕地规划过程中的合理性与科学性，本研究借助了数学模型严密的逻辑性，以土地利用数据库数据为数据源，结合GIS强大的空间分析能力，采用耕地面积转换方向、耕地利用动态度、耕地景观格局指数等，分析了1996-2013年山东省济宁市兖州区在快速城市化背景下区域耕地空间分布特征和变化规律性特点，并根据2005-2013年耕地以及与耕地转变相关性较大的几种土地利用类型的转变规律确定合适的约束条件，通过土地适应性、邻域耦合关系、区位因素、土地的继承性以及规划强制限制因素得到耕地转变的约束性图集，并且考虑了政策对耕地布局和数量的控制，基于CA-Markov构建了耕地规划元胞自动机模型模拟耕地在约束条件下的转换过程，为耕地保护与区域可持续发展提供理论依据和科学支撑。