土地综合承载力是衡量人类经济社会活动与土地资源之间相互关系的科学概念和工具,是科学编制和实施国土规划的基础。目前全国及区域国土总体开发布局已基本形成,随着工业化、城镇化进程的快速推进,国土开发格局需要进一步优化。将土地综合承载力应用于土地开发空间格局研究中,则从土地资源合理开发利用的角度为国土空间开发格局优化提供新的思路,土地综合承载力评价理论和方法的不断完善也为土地综合承载力在土地开发空间优化研究中的应用提供了可行性。湖北省位于中国中部腹地,地貌东、西、北三面环山,中间低平,地势由中南部向周围山地逐渐上升,属亚热带季风性湿润气候,光热条件良好,降水充沛,自然资源丰富,是全国重要的农产品提供区,在保障国家生态安全中具有极为重要的作用。在快速工业化和城镇化进程中,湖北省社会经济发展对土地的需求不断扩大,城镇建设占用耕地日益增加,国土开发与建设布局的无序现象并存,工业化发展造成的环境污染问题较为严重。随着湖北省在国家空间战略中地位逐渐上升,亟待掌握土地资源承载状况,优化土地开发空间格局,协调土地利用与社会经济发展之间的关系,促进湖北省区域可持续发展。文献分析显示,随着人地关系研究的深入,土地综合承载力的内涵和外延在不断的扩充和完善,土地综合承载力评价方法也在不断改进中,但仍缺乏较为系统的理论支撑,承载力评价结果对土地利用决策的指导性较差。目前土地利用数量结构优化和小尺度的土地利用空间优化研究方法较为成熟,但大尺度的土地开发空间优化研究相对薄弱,研究方法将不断完善。依据土地综合承载力评价结果对土地开发空间格局进行优化,有助于强化不同地域单元土地利用主导功能,降低土地利用对生态环境的破坏,增强区域可持续发展能力,促进区域均衡协调发展。因此,本研究将土地综合承载力应用于土地开发空间优化设计中,开展理论和实证研究,研究结果主要有：(1)土地综合承载力评价模型本研究在对国内外文献梳理、总结的基础上,对土地综合承载力概念、内涵及影响因素进行了分析,认为土地综合承载力的影响因素主要分为自然因素和社会经济因素两大类。借助于生物免疫学原理,基于可持续发展理念,提出了土地综合承载力“本底—状态—潜力”分层次评价理论模型。依据土地资源承载的递阶效应,构建土地综合承载力评价计量模型,即通过函数关系,将以土地利用为基础的自然生态系统的本底支撑能力、承载社会经济发展现状规模的能力和以科技进步、科教投入等为基础的发展潜力进行耦合。(2)十地综合承载力与土地开发空间优化之间的关系土地综合承载力是区域土地可持续利用的基本度量,土地开发利用要在土地综合承载力的合理范围内进行。土地开发空间格局是指地域单元在某一时点土地利用功能、土地开发强度和土地开发组织等特征,合理的空间开发布局有助于最大限度的发挥土地资源利用效率,促进区域协调发展。因此,土地综合承载力可作为土地开发空间优化依据,土地开发空间优化调整可进一步提升土地综合承载力,两者相辅相成。(3)基于土地综合承载力评价的土地开发空间优化框架设计构建基于土地综合承载力评价的土地开发空间优化框架,即依据土地综合承载力状态评价结果进行土地利用功能分区,同时依据土地综合承载力本底评价、状态评价和潜力评价结果进行土地利用发展分区,基于上述分区结果,构建“土地利用功能—发展分区”二维关联矩阵,进行土地利用综合分区,最终形成土地开发空间优化框架。(4)湖北省土地综合承载力评价根据土地综合承载力评价理论模型,共筛选出31项评价指标,由层次分析法和熵值法确定指标权重；按照土地综合承载力评价计量模型,计算得到了湖北省县域土地综合承载力不同层次承载指数和综合承载力指数,并对不同评价指标、指数的空间等级分布状况进行了分析。评价结果显示,从本底承载指数来看,十堰、宜昌、随州、孝感等地市的县域偏低,荆州、咸宁、荆门等地市的县域较高；从状态承载指数来看,武汉市辖区、宜昌市辖区及其周边县域较高,恩施、黄冈、荆州和十堰等地市的大部分县域偏低低；从承载潜力来看,高值区集中分布在十堰、襄阳和宜昌等地；从土地综合承载力指数来看,鄂中平原地区大部分县域为高值区,鄂西山地区和鄂北岗地区相对较低。(5)土地综合承载力空间分异特征采用平均值、标准差、变异系数、重心、径向距离等描述性指标统计指标分析了土地综合承载力空间分异特征。研究表明,在不同评价层次之间,县域本底承载指数数值分布较为离散,在空间分布上也较为分散；土地利用多功能之间相互影响、相互制约,县域状态承载指数相差不大,但在空间分布上最为离散；县域承载潜力指数数值差距最大,但在空间分布上更为集聚。通过相关系数分析可知,本底承载指数与土地综合承载指数的相关系数达到0.969,为高度相关,县域自然生态条件对于土地综合承载力的影响作用最大。状态承载指数与潜力承载指数具有正相关性,相关系数为0.438,社会经济发展现状较好的地区,越能为科技进步、环境治理、管理方式转变等提供有利条件。从不同土地利用功能承载指数的空间分异来看,不同县域单元在农业生产功能方面差距相对较小,县域经济发展水平差距最大,生态保育功能的空间分异特征明显。湖北省不同土地利用功能的重心各有偏向,生态保育功能承载重心偏向于湖北西部地区,农业生产功能承载重心偏向于湖北南部地区,社会经济发展的承载重心偏向于湖北东部地区。除经济发展承载指数与社会保障承载指数之间为高度正相关外,其他承载指数两两之间为负相关,且相关系数较低,证实了同一地域单元不同土地利用功能之间的相互制约关系。(6)土地综合承载力空间分异的影响因素采用地理探测器模型对湖北省土地综合承载力空间分异的影响因素进行了分析。研究发现,资源环境本底条件的空间分布特征对于土地综合承载力的空间分异的影响作用最大,其中人均可利用土地资源丰度和人均可利用水资源潜力的影响力分别为35.25%和25.88%;经济发展类指标的影响力普遍较高,相对于农业生产类指标更能影响土地综合承载力空间分布格局；粮食供需比的影响作用力较小,反映土地综合承载力不再局限于粮食的供给能力；自然限制因子,如高程、坡度等指标,相对环境容量指标而言,对土地综合承载力空间分异的影响作用更小,表明改造自然地理条件并非提升土地综合承载力的最佳方式,而应从提高资源利用效率、减少污染物排放等方面着手。(7)湖北省土地开发空间优化方案通过对湖北省土地开发利用空间格局的演变历程分析,确定了湖北省目前及今后一段时间土地开发空间优化的目标：明确县域土地利用利用主导功能和发展方向,提高县域土地资源空间配置效率,发挥土地综合承载力作为区域可持续发展的监测预警机制作用。采用三维魔方图解法开展湖北省土地利用功能分区,通过确定县域土地利用主导功能,将全省划分为农业生产区、经济发展区、生态保育区和均衡发展区,该分区结果与湖北省主体功能区规划结果较为一致。采用系统聚类分析法开展土地利用发展分区,将湖北省划分为重点发展区、承接发展区和限制发展区。基于“土地利用功能一发展分区”的二维关联矩阵,进行土地利用综合分区,结合土地综合承载力的空间分异特征和相关上位规划成果,对土地利用综合分区进行修正调整,最终将湖北省划定为农业主产区、经济重点开发区、生态限制开发区、综合发展区和生态重点保护区。(8)土地开发空间优化政策保障措施文章最后提出了各空间分区的发展方向和土地利用重点,并从区域差别化政策制度制定、公共资源配置机制构建、县域政绩考核体系构建等方面提出了保障土地开发空间优化实施的对策建议和措施。