El sistema de reservorios de carbono más extenso en la Tierra se encuentra en la vegetación y el suelo de los ecosistemas terrestres, que son esenciales para preservar la estabilidad de los ecosistemas. Los patrones de cambio en el uso/cobertura del suelo (LUCC) en los ecosistemas terrestres impactan significativamente el almacenamiento de carbono (CS). Por lo tanto, es imperativo investigar la relación entre LUCC y CS para coordinar la conservación ecológica regional y el desarrollo industrial. En este estudio, se revelaron las características de los cambios espaciales y temporales en el uso del suelo y CS en la Cuenca de Yanqi desde 2000 hasta 2020 utilizando el modelo PLUS (simulación de uso del suelo generadora de parches) y el módulo de CS del modelo InVEST (Valoración Integrada de Servicios Ecosistémicos y Compensaciones). Este estudio también predijo la evolución espacial y temporal de CS y el mecanismo de respuesta de la Cuenca de Yanqi a partir de cuatro escenarios: escenario de desarrollo natural (NDS), escenario de protección ecológica (EPS), escenario de protección de tierras agrícolas (CPS) y escenario de desarrollo urbano (UDS) para los años 2030, 2040 y 2050. Este estudio muestra lo siguiente: (1) Entre 2000 y 2020, la Cuenca de Yanqi fue testigo de una expansión en tierras agrícolas y tierras de construcción, el orden del grado dinámico de uso del suelo es el siguiente: tierras de construcción > tierras agrícolas > bosques > tierras no utilizadas > agua > pastizales. Al mismo tiempo, el CS mostró una tendencia de crecimiento seguida de una disminución, con una disminución acumulativa de 3.61 Tg. (2) Entre 2020 y 2050, los bosques, pastizales y tierras no utilizadas disminuyeron bajo el NDS y UDS. Mientras tanto, los pastizales y bosques mostraron una tendencia de expansión, y hubo una disminución en tierras agrícolas y tierras de construcción bajo el EPS; el CPS proyectó un aumento en tierras agrícolas a 3258.06 km2 para 2050. (3) El CS bajo el UDS es siempre el más bajo, y el CS bajo el EPS es el más alto; además, para 2050, se proyecta que el CS bajo el EPS aumente en 1.18 Tg en comparación con el de UDS. La distribución espacial de CS muestra un alto valor en la parte occidental de la región y un bajo valor en la parte oriental de la región, lo que se alinea más con la distribución espacial histórica. (4) El desarrollo de la tierra por actividades humanas es uno de los principales factores que conducen al cambio de CS. La causa directa de la disminución de CS es la transformación de grandes áreas de tierras agrícolas y bosques en tierras de construcción. Por lo tanto, los bosques deben ser protegidos para mejorar el CS y prevenir la degradación ecológica. Al mismo tiempo, la planificación futura del uso del suelo en la Cuenca de Yanqi necesita limitar la tasa de conversión de varios tipos de tierra, controlar las tierras de construcción, optimizar el patrón urbano, mejorar el nivel regional de CS, adherirse al concepto de esforzarse por lograr la neutralidad de carbono y realizar el desarrollo sostenible de la región para proporcionar sugerencias científicas para llevar a cabo la toma de decisiones macro sobre la planificación del uso del suelo en áreas áridas.