El objetivo de este estudio científico es aclarar si y cómo la integración digital-inteligente contribuye a la eficiencia urbana en carbono e identificar las condiciones bajo las cuales esta contribución se vuelve no lineal y relevante para las políticas. Centrándonos en 39 ciudades a nivel de prefectura en las partes medias de la cuenca del río Amarillo durante 2011-2022, adoptamos un enfoque de medición-modelado integrado que combina la evaluación de la eficiencia, la interpretación mediante aprendizaje automático y la validación dinámica-espacial. Específicamente, construimos dos indicadores de supereficiencia DEA: un SBM de producción no deseada que incorpora las emisiones de CO2 y un índice de supereficiencia CCR convencional. Luego, estimamos relaciones no lineales a nivel de ciudad utilizando XGBoost e interpretamos los efectos marginales con SHAP, mientras que la autorregresión vectorial en panel (PVAR) y los diagnósticos espaciales se emplean para validar las respuestas dinámicas y la dependencia espacial. Los resultados muestran que la integración digital-inteligente está asociada positivamente tanto con la eficiencia relacionada con el carbono como con la eficiencia convencional, pero su contribución marginal está fuertemente condicionada por el capital humano, la urbanización y la regulación ambiental, exhibiendo un comportamiento tipo umbral y rendimientos decrecientes a niveles más altos de digitalización. La eficiencia verde reacciona más fuertemente a los choques a corto plazo, mientras que la eficiencia convencional sigue una trayectoria de mejora más estable. La heterogeneidad entre las aglomeraciones urbanas y la evidencia de agrupamiento espacial sugieren además que los paquetes de políticas uniformes probablemente no funcionen bien. Estos hallazgos destacan la importancia de la secuenciación y la complementariedad de políticas: las inversiones en infraestructura digital deben coordinarse con medidas institucionales y estructurales como la financiación verde, los estándares ambientales y la modernización industrial, y los pilotos basados en el lugar pueden ayudar a escalar aplicaciones digitales efectivas hacia los objetivos de doble carbono de China. El marco propuesto es transferible a otras regiones donde el nexo digital-climático es central para el desarrollo urbano inteligente y sostenible.