Para elucidar el nexo entre alimentos-energía-agua (FEW), en este documento se establece un método de medición de alimentos-energía-agua-carbono (FEWC), y se determinan los mecanismos evolutivos dentro del nexo para optimizar los sistemas de producción de cultivos (CPS). Se presenta una evaluación cuantitativa de los compromisos y sinergias entre los sub-nexos constituyentes. Esta evaluación se logra a través del análisis de la huella de carbono de los CPS. Además de examinar las interacciones de recursos FEW, empleamos la metodología del índice divisia de media logarítmica, una herramienta bien adecuada para la descomposición energética práctica, para explorar las interrelaciones del nexo. Esta investigación también tiene en cuenta las entradas antropogénicas en los CPS, utilizando específicamente el agua azul y el consumo de energía como indicadores clave para caracterizar la dinámica del agua y la energía, respectivamente. Se seleccionan cinco cultivos para el análisis de emisiones de carbono de CPS con el fin de informar sobre la optimización de la estructura de cultivos. Los resultados muestran que durante 2000-2022, las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de los CPS de China exhibieron fluctuaciones significativas caracterizadas por un patrón de distribución concentrada-dispersada-concentrada: la huella de carbono del sistema alimentario disminuyó notablemente, el impacto del sistema alimentos-energía (FE) aumentó sustancialmente, y la huella del sistema alimentos-agua (FW) fluctuó antes de disminuir. La diversidad espacial en la huella de carbono provincial del sistema FE aumentó con el tiempo, mientras que el nexo FW mostró ganancias de eficiencia fluctuantes pero significativas, indicando un movimiento hacia una distribución espacial más equilibrada a lo largo de la Línea Hu Huanyong y la Línea Botai. El efecto neto de las interacciones del nexo FEW sobre las emisiones de GEI mostró una ligera influencia mitigadora.