大气中CO2含量增加是全球普遍关注的环境问题,如何减少CO2排放、提升固碳能力成为研究的难点。陆地生态系统因地表分布的大量固碳单元在吸收CO2、调节气候变化方面起着关键作用。提高陆地生态系统碳储量能有效减少CO2含量,是减缓温室效应最经济可行且对环境友好的途径之一。而土地利用变化通过引起陆地生态系统结构和功能的改变能够直接影响陆地生态系统碳储量,是造成CO2激增的第二大原因。生态保护-永久基本农田-城镇开发边界红线（简称“三线”）是国土规划的核心,能较好地约束土地利用,进而对碳储量造成影响。本文在“双碳”目标和国土空间规划持续推进的大背景下,运用Arc GIS技术分析武汉城市圈土地利用变化特征,采取In VEST模型测算并研究碳储量的时空演变规律。在此基础上,设计“三线”约束情景并将自然发展情景作为对比,运用Markov-FLUS模型模拟不同情景下的武汉城市圈土地利用变化,并对比分析其对碳储量的影响。主要研究结论如下:（1）武汉城市圈土地利用变化特征:从时间上看,耕地、林地、草地和未利用分别减少了1291.68km~2、169.665km~2、33.452km~2和43.589km~2,建设用地和水域分别增加了1192.093km~2和346.293km~2。耕地转出面积最多,达到1360.5462km~2,其中转向建设用地的面积高达937.2024km~2,转向水域的面积为397.683km~2,综合土地利用动态度较高。从空间上看,耕地减少区域几乎遍布研究区全境,以武汉（386.67km~2）和孝感（182.73km~2）减少面积最多,建设用地在研究期内呈现巨幅增长趋势,遍布整个研究区,且多为原有耕地、林地和水域的区域。（2）武汉城市圈碳储量的时空演变规律:从时间上看,2000、2005、2010、2015和2020年武汉城市圈碳储量分别为683.12Tg、680.98Tg、679.74Tg、674.83Tg和673.886Tg,地均碳密度分别为117.89t/hm~2、117.52t/hm~2、117.31t/hm~2、116.46t/hm~2和116.3t/hm~2。其中,黄冈、咸宁和孝感是城市圈中碳储量最多的三个城市,2020年三者碳储量之和约占区域的67.36%,是区域的重要碳库。从空间上看,武汉城市圈各城市的碳储量均有所减少,其中武汉碳储量减少量最大,为2.74Tg,占总减少量的29.68%,碳密度减少区主要以主城区为中心呈现圈层式蔓延。其次是黄冈（1.73Tg）、孝感（1.35Tg）和咸宁（1.47Tg）,这三座城市的碳密度减少区域呈点状分布,大多集中在原建设用地周边。（3）武汉城市圈“三线”约束下的土地利用变化特征:“三线”约束情景下耕地减少面积（524.898km~2）远小于自然发展情景（950.493km~2）,林地也实现了增长（118.047km~2）。建设用地虽在两种情景下面积均有所增加,但在自然发展情景下,扩张较为杂乱,各城市在其原有建设用地的基础上“摊大饼式”无序蔓延。而“三线”约束情景下建设用地增加面积（391.419km~2）不仅远小于自然发展情景（1075.943km~2）,且更加偏向集约化利用,新增建设用地被引导至城镇开发边界红线内聚集。（4）武汉城市圈“三线”约束下的土地利用变化对碳储量的影响特征:自然发展情景下耕地-建设用地的转换是引起碳储量急剧减少的主要原因。而“三线”约束情景下耕地转向建设用地的面积大大减少,林地由于其他地类的转化固碳量达2.009Tg。同时,自然发展情景下地类转换将导致武汉城市圈损失碳汇经济价值13490.12万美元,而“三线”约束情景下则为6231.64万美元。两种情景的土地利用强度与碳储量均在0.01水平下呈显著负相关,较低强度带的区域内碳储量最高,但“三线”约束情景下各等级土地利用强度的碳储量均值均高于自然发展情景。