随着社会经济的发展以及城市的迅速扩张,人地关系的矛盾也日益凸显,土地资源的有限性已经成为限制社会经济增长的关键因素。目前,城市土地利用效率低下、产出效率不高、功能配置不合理等问题日益严峻,同时也引发环境污染、生态恶化等环境问题,而城市的土地利用系统是一个综合复杂的系统,不但要考虑经济效益,还要考虑社会效益和生态效益。土地利用结构的合理配置,不仅能提升城市自身的土地资源的集约利用度,更会促进整个区域的经济和产业的发展。根据土地自身特性,对区域内土地利用类型进行合理的数量安排和空间布局,是实现区域可持续发展的根本保证。土地利用系统是一个涉及到人口、资源和经济发展的社会一经济—生态的复合系统,具有结构复杂、动态时变性等多重反馈特征。本文基于低碳经济、可持续发展、土地利用结构优化的相关理论基础,运用系统动力学方法,以西安市为研究区域,具体分析了西安市的土地利用结构的现状、土地利用的碳排放现状以及土地利用存在的主要问题,确定系统研究的主要目标、系统内各要素之间的因果关系以及系统与外部环境之间的联系,通过构建人口子系统、土地利用子系统、经济发展子系统和生态低碳子系统以及选取系统的变量参数,建立了西安市土地利用系统动力学模型;在此基础上,以2005年为基准年,对2005-2015年系统关键变量和主要土地类型进行历史仿真检验,结果得到模型的仿真误差均限制在10%以内,从而验证了模型的有效性。进一步模拟了西安市2016-2030年4种不同社会经济及低碳政策水平下土地利用的情景方案,即传统发展路径、快速发展路径、绿色环保发展路径以及协调发展路径,并从社会效益、经济效益及生态效益三个方面对模拟仿真结果进行综合分析,得出在协调发展的模式下,各效益考察指标相对占优,西安市的土地利用结构配置更加合理,并给出促进西安市土地利用结构优化的政策建议。