黄河是中华民族的母亲河。在黄河流域生态保护和高质量发展背景下,确保粮食安全和二氧化碳减排,有助于我国应对粮食和气候危机,迈向低碳高质量未来。近几十年,由于复杂的自然环境和大量的人类活动,黄河流域耕地资源严重短缺,生态环境风险加剧,现已成为我国乃至世界上对耕地流失和气候变暖最敏感的区域之一。然而,以往关于耕地集约利用和碳排放效率关系的研究主要集中在单一城市或者单一省份,缺乏对大流域尺度下两者空间相关性,特别是两者耦合协调特征及驱动机制的研究。因此,本研究从大流域尺度出发,首先,采用熵权法、综合评价法、碳排放系数法、数据包络分析模型分别对黄河流域耕地集约利用/耕地碳排放/碳排放效率的时空特征进行分析,并在各农业区进行对比。然后,利用双变量空间自相关模型测度两者全局和局部的空间相关性。之后,利用耦合度模型、耦合协调度模型、二阶趋势面函数方程探索黄河流域两者的耦合度/协调度/耦合协调度的时空特征和趋势面,并在各农业区进行对比。最后,利用地理探测器模型,探究黄河流域两者耦合协调特征的驱动机制,并在各农业区进行对比。以期为决策者制定切实可行的低碳、高效耕地利用政策提供参考。并为广大发展中国家及地区在保障粮食安全维护社会安定、减少二氧化碳排放避免被发达国家收割、缓解全球变暖占据道义高点、迈向高质量未来减少资源浪费,最大限度实现共赢提供借鉴。研究发现:（1）2005～2017年黄河流域耕地集约利用呈逐渐上升趋势。耕地集约利用高值区主要分布在黄河流域东南部。2005～2017年黄河流域耕地碳排放的空间分布呈西部、北部和中部低,东南部高的情形,并呈持续增加趋势。耕地碳排放高值区主要集中在山东半岛城市群,中原城市群。2005～2017年黄河流域碳排放综合效率相对较低,呈先降后升趋势。碳排放综合效率高值区先后分布在内蒙古东北部、山东半岛城市群、中原城市群、陕西省、甘肃省西北部。2005～2017年黄河流域碳排放纯技术效率相对较高,呈缓慢下降趋势。碳排放纯技术效率高值区先后分布在山东省、河南省、山西省、内蒙古自治区、甘肃省,以及陕西省南部和青海省南部。2005～2017年黄河流域碳排放规模效率相对较高,呈先降后升的趋势。碳排放规模效率高值区先后分布在山东半岛城市群、中原城市群、关中城市群、太原城市群、呼包鄂榆城市群、兰西城市群、宁夏沿黄城市群。（2）2005～2017年四个农业区耕地集约利用都呈现上升趋势。其中,黄淮海平原最高,北方干旱半干旱区次之,黄土高原再次之,青藏高原最低。其次,2005～2017年四个农业区耕地碳排放,黄淮海平原最高,青藏高原最低。其中,黄淮海平原呈先升后降趋势,青藏高原呈缓慢上升趋势,北方干旱半干旱区和黄土高原呈先降后升趋势。再次,2005～2017年四个农业区的综合/纯技术/规模效率都变化较大。在碳排放综合效率上,青藏高原、北方干旱半干旱区、黄土高原呈逐渐上升趋势,黄淮海平原呈逐渐下降趋势。在碳排放纯技术效率上,青藏高原和黄淮海平原呈持续下降趋势,北方干旱半干旱区呈先升后降趋势,黄土高原呈持续上升趋势。在碳排放规模效率上,黄淮海平原和黄土高原呈先降后升趋势,北方干旱半干旱区和青藏高原呈持续上升趋势。（3）2005～2017年黄河流域耕地集约利用与碳排放效率存在显著的空间依赖性。在全局层面上,两者的空间自相关由正转负。聚集程度随时间推移逐渐减小,离散程度随时间推移逐渐增加,空间自相关性逐渐减弱。在局部层面上,高-低与低-高两种聚类在数量上逐渐增加,高-高和低-低两种聚类在数量上逐渐减少。（4）2005～2017年黄河流域耦合度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ都较高,其中,耦合度Ⅰ和耦合度Ⅲ呈先升后降趋势,耦合度Ⅱ呈逐渐上升趋势。2005～2017年黄河流域协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ都较低,其中,协调度Ⅰ和协调度Ⅲ呈先降后升趋势,协调度Ⅱ呈逐渐上升趋势。2005～2017年黄河流域耦合协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ都偏低,并且都呈持续上升趋势。在空间上,耦合度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ高值区均呈现出由西向东转移扩张的趋势;协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ和耦合协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ的高值区均呈现出由东向西转移扩张的趋势。（5）2005～2017年四个农业区耦合度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ、协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ、耦合协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ均变化较大。其中,在耦合度Ⅰ上,青藏高原呈持续上升趋势,北方干旱半干旱区呈先降后升趋势,黄土高原和黄淮海平原呈先升后降趋势。在耦合度Ⅱ上,青藏高原和黄淮海平原呈持续上升趋势,北方干旱半干旱区和黄土高原呈先降后升趋势。在耦合度Ⅲ上,黄淮海平原呈持续上升趋势,北方干旱半干旱区呈先降后升趋势,黄土高原呈先升后降趋势,青藏高原呈持续下降趋势。在协调度Ⅰ上,青藏高原、北方干旱半干旱区、黄土高原呈持续上升趋势,黄淮海平原呈持续下降趋势。在协调度Ⅱ上,青藏高原和黄淮海平原呈持续下降趋势,北方干旱半干旱区呈上升后平稳趋势,黄土高原呈持续上升趋势。在协调度Ⅲ上,黄淮海平原和黄土高原呈先降后升趋势,北方干旱半干旱区和青藏高原呈持续上升趋势。在耦合协调度Ⅰ上,青藏高原、北方干旱半干旱区、黄土高原呈持续上升趋势,黄淮海平原呈持续下降趋势。在耦合协调度Ⅱ上,青藏高原、北方干旱半干旱区、黄土高原呈持续上升趋势,黄淮海平原呈持续下降趋势。在耦合协调度Ⅲ上,黄淮海平原呈先降后升趋势,黄土高原、北方干旱半干旱区、青藏高原呈持续上升趋势。（6）2005～2017年黄河流域耦合协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ的驱动因子呈现出较大差异,数值变化大,并呈规律性。其中,降水量、耕地资源禀赋是黄河流域耦合协调度Ⅰ的主要驱动因子。农业产业机构、环境负效益、农村经济发展水平是黄河流域耦合协调度Ⅱ的主要驱动因子。环境负效益、农村经济发展水平是黄河流域耦合协调度Ⅲ的主要驱动因子。（7）2005～2017年黄河流域耦合协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ的驱动因子呈现协同增强,交互作用都以非线性增强作用为主。其中,黄淮海平原、黄土高原、北方干旱半干旱区耦合协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ的各驱动因子以非线性增强作用为主,青藏高原耦合协调度Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ的各驱动因子以双因子增强作用为主。