En medio de la intensificación de las anomalías climáticas globales y la aceleración de la expansión urbana, los sistemas de uso del suelo se han vuelto cada vez más dinámicos, complejos e inciertos. Predecir con precisión y evaluar científicamente la evolución de los patrones de uso del suelo es esencial para avanzar en la gobernanza espacial territorial y lograr los objetivos de seguridad ecológica. Sin embargo, la mayoría de los modelos de uso del suelo existentes enfatizan la previsión de cantidad y la asignación espacial, mientras que pasan por alto la tercera dimensión crítica: la complejidad estructural, que es esencial para comprender la evolución no lineal y fragmentada de los sistemas urbanos, limitando así su capacidad para capturar completamente las características evolutivas de los sistemas de suelo urbano. Para abordar esta brecha, este estudio propone un modelo integrado SD-PLUS-FD, que combina Dinámica de Sistemas, Simulación de Uso del Suelo Basada en Parche y análisis de Dimensión Fractal para construir un marco tridimensional integral para simular y evaluar los patrones de uso del suelo en términos de cantidad, distribución espacial y complejidad estructural. Wuhan se selecciona como el área de estudio de caso, con simulaciones realizadas bajo tres escenarios climáticos alineados con el IPCC: SSP1-2.6, SSP2-4.5 y SSP5-8.5, para proyectar cambios en el uso del suelo para 2030. El modelo SD demuestra un rendimiento predictivo robusto, con un error general de menos del +/-5%, mientras que el modelo PLUS logra una alta precisión espacial (Kappa promedio >0.7996; precisión general promedio >0.8856). El análisis de dimensión fractal revela además que desde 2000, la complejidad del límite espacial de todos los tipos de uso del suelo, excepto el suelo forestal, ha mostrado en general una tendencia ascendente en múltiples escenarios, destacando la naturaleza cada vez más no lineal y fragmentada de la expansión urbana. Los valores de FD para el suelo de construcción y el suelo cultivado cayeron a su mínimo histórico en 2005, luego aumentaron gradualmente, alcanzando su punto máximo bajo el escenario SSP1-2.6. Notablemente, el aumento en FD para el suelo de construcción fue significativamente mayor que el de suelo cultivado, indicando una respuesta dinámica más fuerte en la evolución estructural espacial. En contraste, el suelo forestal mostró variaciones pronunciadas dependientes del escenario en FD. Su complejidad estructural se mantuvo generalmente estable bajo todos los escenarios excepto SSP5-8.5, reflejando una mayor resiliencia estructural y adaptabilidad de límites bajo diversas condiciones socioclimáticas. El modelo SD-PLUS-FD revela eficazmente cómo los sistemas de suelo responden a diferentes impulsores socioclimáticos en dimensiones espaciales y estructurales. Este marco tridimensional revela cómo los sistemas de suelo responden a los impulsores socioclimáticos a través de escalas temporales, espaciales y estructurales, ofreciendo perspectivas estratégicas para la planificación resiliente al clima y la gestión optimizada de recursos de suelo en regiones que se urbanizan rápidamente.