Hasta la fecha, los académicos se han centrado cada vez más en la reducción de los rendimientos de los cultivos causada por la fragmentación de la tierra cultivada, sin embargo, sus efectos sobre la eficiencia ecológica del uso de la tierra cultivada a menudo se pasan por alto. Esta omisión conduce al desperdicio de recursos terrestres y a la contaminación ambiental. Es esencial explorar este problema para lograr operaciones agrícolas a escala moderada y promover la transformación verde de la tierra agrícola. Este estudio analizó teóricamente los mecanismos por los cuales la fragmentación de la tierra cultivada y las escalas de gestión influyen en la eficiencia ecológica del uso de la tierra cultivada. Basado en datos de hogares de 2023 de Changde y Shaoyang, China, se realizaron pruebas empíricas utilizando el método de análisis de frontera estocástica, el modelo Tobit y el modelo de ecuaciones estructurales. Los resultados de la investigación indican que: (1) La eficiencia ecológica media del uso de la tierra cultivada entre los hogares de la muestra total fue de 0.822, y la ecoeficiencia en las llanuras fue ligeramente inferior a la de las áreas montañosas. (2) La escala de gestión de la tierra cultivada desempeñó un papel moderador en el impacto de la fragmentación de la tierra cultivada sobre la eficiencia ecológica, con diferencias observadas entre los tipos topográficos. La escala de gestión puede compensar parte del impacto negativo de la fragmentación de la tierra cultivada sobre la eficiencia ecológica del uso de la tierra cultivada. (3) En cuanto al impacto de la fragmentación de la tierra cultivada sobre la eficiencia ecológica del uso de la tierra cultivada, los cambios en la escala de gestión de la tierra cultivada desempeñan un papel mediador completo. Estos hallazgos ayudan a proporcionar implicaciones políticas para mejorar la eficiencia ecológica del uso de la tierra cultivada. El apoyo político debe fortalecerse promoviendo operaciones de tierra cultivada a escala moderada, mejorando la remediación integral de la fragmentación de la tierra cultivada y desarrollando agricultores capacitados para la sostenibilidad ambiental a largo plazo.