随着城市快速发展，区域内有限的土地供给与无限的土地需求之间矛盾愈加严重。土地资源的可持续利用是各个地区尺度急需解决的现实问题。本文综合考虑区域低碳经济的前沿科学问题和土地利用优化的实践焦点需求，综合运用地理信息技术、生态足迹法、多目标评价模型等方法，针对珠三角城市带进行土地利用变化、生态安全、土地优化等方面进行案例区实证研究。探索区域土地利用变化及其碳排放，根据改进的生态足迹模型系统分析引起区域碳排放变化的关键因素及变动趋势。结合脱钩分析和模糊线性规划并借助GIS 空间分析技术对案例区土地资源不同用途的碳排放进行评定，找到土地利用的最适宜方式。最终，采用CLUE-S 模型以生态安全和低碳土地利用作为目标函数，对案例区进行土地利用优化方案筛选。成果将有助于深化区域尺度生态安全和土地资源可持续利用的理论研究，并为案例区制定土地利用生态安全格局相关规划策略依据。