Las emisiones de carbono urbanas contribuyen significativamente al cambio climático, exacerbando problemas ambientales como el calentamiento global. Comprender el metabolismo del carbono es vital para identificar las principales fuentes de emisión e implementar estrategias de mitigación específicas. Este estudio presenta un marco innovador de análisis del metabolismo del carbono que integra un análisis de red ecológica (ENA) con dinámicas de uso del suelo, enriqueciendo el sistema teórico y proporcionando recomendaciones políticas para un desarrollo urbano sostenible. Investigamos el metabolismo del carbono en la Aglomeración Urbana Beijing-Tianjin-Hebei (BTHUA) desde 2000 hasta 2020 utilizando datos de uso del suelo y estadísticos. El método ENA cuantificó las relaciones ecológicas entre los compartimentos de uso del suelo. Nuestros hallazgos revelaron que las tierras industriales y de transporte exhibieron la mayor densidad de emisiones de carbono, mientras que las tierras forestales demostraron la mayor densidad de secuestro de carbono. Notablemente, el flujo de carbono horizontal neto negativo indicó que los cambios en el uso del suelo exacerbaron el desorden del metabolismo del carbono. El aumento del índice de mutualismo sugirió una reducción de los impactos negativos de los cambios en el uso del suelo sobre el metabolismo del carbono. Este estudio destaca la importancia de la planificación espacial en la transformación de las relaciones ecológicas y proporciona una comprensión integral de las dinámicas del metabolismo del carbono influenciadas por los cambios en el uso del suelo. Los conocimientos obtenidos pueden informar estrategias de mitigación efectivas en la BTHUA y aglomeraciones urbanas similares, contribuyendo en última instancia al desarrollo urbano sostenible.