本文以加强生态保护与可持续发展为指导,构建了以生态承载力、生态绿当量和生态支持能力为目标的多目标规划模型,并建立灰色关联度判断矩阵对用地结构优化方案进行投影,探讨了基于生态保护的土地利用结构优化的新方法,试图改变追求经济效益最大化的传统土地利用结构模式,为长沙市及其他县市土地利用结构的优化提供借鉴。分析结果表明：(1)近十年来,随着城镇化进程的不断加快,望城区不同土地利用类型中,建设用地增速明显加快,十年共增加5522.47hm2,年平均增长率为3.45%,而林业等生态用地及农用地明显减少,十年共减少5114.02hm2(其中林地：4361.14hm2),年平均减少率为0.80%,其主要驱动因素为望城区城镇化的发展扩张。(2)引入熵值对土地利用多样性进行分析,熵值即土地利用多样性指数,熵值越大,表明土地利用多样性越复杂,熵值小则土地利用结构偏单一。望城区各个乡镇熵值在1.32-1.80之间变动,城区范围及周边各乡镇多样性指数均达到1.7,用地类型均匀度较高,优势度较低,这些乡镇(如星城镇、高塘岭镇等)城镇化程度相对较高,经济较为发达,但环境破坏严重；而相对偏远的乡镇多样性指数在1.5以下,均匀度指数较低,各用地类型分布不均,土地利用的优势度较高,林地占比较高,这些乡镇(如桥驿镇、靖港镇等)开发程度低,经济发展较为落后,但生态环境较好。引发上述这种情况的主要因素是城镇化和经济发展过程中建设用地大量增加,林地等生态用地被占用,导致生态环境破坏。(3)通过对望城区实地考察和现状数据分析,得出制约望城区土地利用的主要因素有：林地被大量占用、耕地质量偏低、城镇建设用地不足与农村建设用地利用粗放经营、生态环境保护和经济发展矛盾。(4)以构建生态承载力、生态绿当量、生态支持能力为目标函数的望城区土地利用结构优化模型,三个目标函数分别通过求取生态足迹、生态服务价值以及效益系数来实现,利用DPS软件,得到五种土地利用结构优化方案。通过灰色关联投影法对土地利用结构进行优化,得到2020年土地利用结构最优方案。从优化结果看,望城区农用地面积较于现状面积减少了1236.88hm2,林地面积增加2037.62hm2,建设用地面积较于现状面积增加了1454.77hm2,其他土地面积较于现状面积减少了217.89hm2,从整体上实现生态效益最优的同时,社会效益和经济效益也有所提升。本文以望城区为研究对象,基于生态保护对土地利用结构进行优化,所得结果与实际大致相符,可为有关部门政策制度实施提供有力依据。