生态安全已成为国家安全体系的重要基石,是安全科学与工程中的重要研究领域,而生态系统服务是影响区域生态安全的重要因素。我国城市用地快速扩张,侵占了大量的生态用地,导致生态系统服务能力不断下降,严重威胁到了区域生态安全。探究生态系统服务对城市用地扩张的响应机理,有利于减少城市用地扩张对生态系统服务的破坏,可为国土空间规划城市用地扩张边界的划定提供理论和方法支撑。本论文以武汉市为研究对象,采用当量因子法计算武汉市生态系统服务价值,对生态系统服务价值与城市用地的时空变化进行分析;通过探索性空间数据分析和线性回归分析方法,分析了武汉市城市用地扩张对生态系统服务价值的时空影响特征;利用FLUS模型对武汉城市用地扩张进行模拟,构建了武汉市最佳扩张方案。研究结果发现:(1)武汉市在1990-2015年间,各生态系统服务功能价值不断下降。在空间上,城市用地集中的中部区域生态系统服务价值急剧下降。(2)城市用地扩张面积对生态系统服务的影响最高;扩张高程的影响适中;扩张距离的影响较低;扩张坡度的影响最低。(3)权衡城市发展惯性和生态安全扩张方案的生态系统服务总价值高于基于城市发展惯性的模拟方案,其中仅有食物供给和土壤保持的价值略低于基于城市发展惯性的模拟方案。通过分析得到主要结论:(1)武汉市城市用地扩张是区域生态安全下降的主要原因,城市用地扩张主要对食物供给和水文调节造成了严重的破坏。(2)武汉城市用地扩张可通过降低城市用地扩张坡度来保护食物供给和土壤保持;提高城市用地扩张高程来保护水文调节、废物处理、维持生物多样性和美学景观;提高城市用地扩张距离来保护气体调节和维持生物多样性。(3)权衡城市发展惯性和生态安全扩张方案以微量食物供给能力和土壤保持能力的损失换取了其余生态系统服务功能的保护,该城市用地扩张方案在满足城市发展的基础上对区域生态安全的影响最低。