La restauración de la vegetación a gran escala ha provocado cambios complejos en las interacciones de los servicios ecosistémicos (es decir, SE). Sin embargo, el análisis actual sobre las interacciones espaciales de los SE y sus mecanismos impulsores sigue siendo deficiente, lo que limita la gestión adaptativa en las áreas de restauración de vegetación. Este estudio se centró en un área de restauración representativa (Yan"an) para analizar las relaciones entre la captura de carbono, la producción de agua, la regulación del flujo base y la conservación del suelo desde 1990 hasta 2020. Empleando el diagrama de caja bivariado y métodos de autocorrelación espacial, identificamos los cambios generales y los patrones espaciales de las interacciones de los SE. Se aplicó el modelo de regresión ponderada geográfica y temporal (es decir, GTWR) para elucidar los factores impulsores de estas interacciones espaciales de los SE. Los resultados indicaron lo siguiente: (1) En las últimas tres décadas, las sinergias entre la captura de carbono y la producción de agua surgieron como los resultados conjuntos de interacciones espaciales "bajo-bajo" e "alto-alto" entre los dos SE, mientras que otros pares de SE generalmente exhibieron sinergias comparativamente más débiles, debido a sus interacciones espaciales "bajo-alto" en áreas semi-húmedas del sur. (2) En las áreas semiáridas del norte, tanto la cobertura vegetal fraccionada (es decir, FVC) como los factores climáticos ejercieron consistentemente influencias negativas en todas las interacciones "bajo-bajo" de los SE, lo que provocó una reducción en el área de sinergias, mientras que en las áreas semi-húmedas del sur, la FVC suprimió los compromisos "bajo-alto" entre los SE, lo que indica la adaptabilidad de los esfuerzos de restauración de pastizales. (3) El impacto de las actividades humanas en las interacciones de los SE ha aumentado en los últimos 10 años y ha mostrado efectos positivos en las interacciones "bajo-bajo" de los SE en las áreas semiáridas del norte. Sin embargo, la expansión del compromiso entre la conservación del suelo y la captura de carbono merece atención. Este estudio ofrece importantes perspectivas para comprender las interacciones espaciales entre los SE relacionados con el carbono, el agua y el suelo en tierras áridas.