[目的]探究黄河流域内蒙古段土地利用变化格局对碳汇空间分布的影响，并找出背后的主要驱动因素，为研究区生态空间发展方向和增汇政策提供依据。[方法]以黄河流域内蒙古段为例，基于2000、2010与2020年土地利用数据，使用InVEST-FLUS模型分析各期碳汇能力变化情况，并模拟2040年自然发展、生态保护及农业优先3种不同情景下碳储量变化格局，借助地理探测器找出造成碳汇空间分布差异背后的主要驱动因素。[结果]①2000-2020年间，黄河流域内蒙古段碳储量呈先上升后下降态势，碳储量总体增加8.63×106t，其中，地下生物碳储量增加3.91×106t，土壤碳储量增加2.28×106t。②未来自然发展情景下碳储量继续减少3.92×106t，而在生态保护情景下增长22.1×106t，高于农业优先情景下4.99×106t的碳储增量，其中，土壤碳库是造成增量差异的关键。③年平均降雨量、年平均温度的不平衡分布是造成黄河流域内蒙古段各类碳库差异的主要因素。[结论]合理的生态保护政策更符合未来城镇集约化和生态高质量发展要求，未来应重视荒漠化防治工作，推进林草建设，为提升区域生态安全格局和增汇政策提供保障。