Los ecosistemas terrestres juegan un papel importante en la reducción y secuestro de carbono, y es importante explorar el potencial de secuestro de carbono de los ecosistemas terrestres bajo diferentes escenarios de uso del suelo para mejorar el potencial de almacenamiento de carbono regional. Analizamos los cambios en el uso del suelo en la Meseta de Loess, una barrera ecológica importante en China, desde 2000 hasta 2020, utilizamos el modelo PLUS para predecir los patrones de uso del suelo bajo diferentes escenarios en 2035, y aplicamos el modelo InVEST para evaluar el almacenamiento de carbono desde 2000 hasta 2035. Los hallazgos fueron los siguientes: (1) La superficie de tierras cultivables en el área de estudio disminuyó significativamente de 2000 a 2020, y los bosques, aguas y tierras de construcción mostraron una tendencia creciente. La superficie de tierras cultivables disminuyó aún más bajo los escenarios de crecimiento natural y protección ecológica, la superficie de pastizales disminuyó significativamente bajo el escenario de protección de tierras cultivables, y los bosques y aguas fueron efectivamente protegidos bajo los escenarios de desarrollo natural, protección ecológica y protección de tierras cultivables. (2) El almacenamiento de carbono en la Meseta de Loess ha aumentado en 28 Tg (0.56%) en los últimos 20 años. En comparación con los de 2020, para 2035, el almacenamiento de carbono bajo los escenarios de desarrollo natural, protección ecológica y protección de tierras cultivables aumentará en 30, 44 y 21 Tg, respectivamente. (3) El almacenamiento de carbono presenta una heterogeneidad espacial evidente, con alta densidad de carbono en las montañas Qinling del norte, las montañas Taihang y las montañas Lvliang, y baja densidad de carbono en la ciudad de Erdos y sus áreas circundantes. Las diferencias regionales en la densidad de carbono están estrechamente relacionadas con la distribución espacial de los tipos de uso del suelo. (4) El almacenamiento de carbono mostró una tendencia en forma de V invertida con el aumento de la elevación. El cambio en el uso del suelo es la principal razón del aumento o disminución del almacenamiento de carbono bajo diferentes escenarios. En comparación con los otros dos escenarios, el escenario de protección ecológica no solo protege el medio ambiente ecológico, sino que también tiene un fuerte potencial de almacenamiento de carbono, lo que puede ser significativo para guiar la formulación de la planificación futura del uso del suelo en la Meseta de Loess.