Supondo que você esteja usando o Ubuntu 16.04 padrão com o Unity, você pode usar o seguinte comando para definir o papel de parede:
gsettings set org.gnome.desktop.background picture-uri "file:///home/username/path/to/image.jpg"
Você também deve olhar para Variety wallpaper changer - ele faz a mesma coisa que você quer fazer com um shell script, com muito de recursos e opções.