Gestionar adecuadamente la relación entre la seguridad alimentaria, la protección ecológica y la urbanización, y coordinar los compromisos entre estos tres factores de demanda de tierra es extremadamente importante para la gestión ambiental y el desarrollo sostenible. En este estudio, intentamos analizar el estado de los compromisos en el uso de la tierra desde una perspectiva dinámica en términos de potencial y eficiencia. Hemos propuesto de manera innovadora un nuevo marco de análisis de compromisos en el uso de la tierra que integra el modelo del Sistema de Estimación de Productividad de la Tierra (ESLP), algoritmos de aprendizaje automático, evaluación del valor de los servicios ecosistémicos y métodos de análisis espacial. Al aplicar el marco, se estimaron de manera integral el potencial y la eficiencia de las tres funciones de uso de la tierra: desarrollo urbano, protección ecológica y producción agrícola en la Llanura Huang-Huai-Hai (HHH), y se identificó la relación de compromiso entre las tres funciones de uso de la tierra. Los resultados mostraron un conflicto prominente entre el desarrollo urbano y la producción agrícola (alrededor del 8%) en la Llanura HHH, especialmente en la aglomeración urbana de Beijing-Tianjin-Hebei y la aglomeración urbana del sur de Jiangsu. En las áreas montañosas, como el norte de Hebei y el centro de Shandong, hubo un evidente compromiso entre la tierra ecológica y la tierra agrícola. La mayoría de las ciudades tenían un compromiso entre la tierra ecológica y la tierra urbana (aproximadamente el 6% del área de estudio), pero era relativamente más relajado en comparación. Finalmente, encontramos que en la Llanura HHH, donde los recursos de tierra son ferozmente competitivos, la planificación espacial y el control de recursos de tierra dependen no solo de la idoneidad o el potencial de la unidad de tierra, sino también de si la eficiencia del uso de la tierra ha alcanzado un rango apropiado. La forma inteligente de utilizar los recursos de tierra es negociar científicamente diferentes funciones de uso de la tierra y mejorar la eficiencia del uso de la tierra para lograr el máximo beneficio.