En medio del calentamiento climático global, la transición agrícola de baja emisión de carbono es fundamental para la gobernanza ecológica. En las áreas cársticas contiguas ecológicamente frágiles de Yunnan-Guizhou en China, la intensificación del declive de la población rural plantea desafíos únicos para la reducción de emisiones. Este estudio analiza datos de población y producción agrícola de 25 ciudades (prefecturas) (2013-2022) para cuantificar las tasas de declive de población rural y la eficiencia de emisión de carbono agrícola. Mapeamos sus patrones de evolución espacio-temporal, aplicamos modelos de autocorrelación espacial para evaluar las dependencias espaciales, e investigamos los mecanismos a través de un modelo de mediación integrado con los tres sistemas centrales de modernización agrícola: industrial, de producción y de gestión. Los hallazgos clave revelan (1) trayectorias divergentes de eficiencia de emisión de carbono en diferentes regiones con diversos tipos de declive de población; (2) un Moran"s I global de -0.3519, que indica una correlación espacial negativa significativa entre la intensidad del declive de población y la eficiencia de emisión; y (3) mecanismos de impacto dual donde el declive de población altera directamente la eficiencia de emisión y la modula indirectamente a través de interacciones con los sistemas agrícolas, con heterogeneidad de mecanismos en los patrones de declive. Para conciliar la reducción de carbono y el crecimiento agrícola, las estrategias específicas de la región deben alinear los gradientes de declive de población con ajustes dinámicos a los sistemas agrícolas, asegurando una transición demográfica y modernización sincronizadas.