A mudança no uso da terra para fins agrícolas é uma das principais fontes de emissão de CO2 tornando o manejo do carbono (C) edáfico essencial para a mitigação das mudanças climáticas. No semiárido, o cultivo intensivo do meloeiro sob modelos convencionais de monocultivo podem degradar os recursos naturais e potencializar impactos ambientais. Diante disso, é fundamental a integração de tecnologias sustentáveis, como o uso de misturas de plantas de cobertura e sistemas de preparo mínimo do solo. Aliada a técnicas de produção agrícola sustentáveis, o uso de modelos matemáticos e metodologias ambientais, como o modelo Rothamsted Carbon (RothC) e a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV), apresenta-se como estratégia indispensável para monitorar estoques de C e otimizar a eficiência ambiental dos sistemas produtivos.Com esse estudo, objetiva-se (1) Avaliar a dinâmica do estoque de C em diferentes camadas de solo do cultivo de melão sob diferentes composições de mistura de plantas.; (2) Modelar o estoque de carbono futuro em diferentes agroecossistemas no cultivo de meloeiro sob diferentes cenários climáticos.; (3) Avaliar a pegada ambiental da produção de meloeiro em sistemas de cultivo convencional e conservacionista, por meio da aplicação integrada da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) e do modelo Rothamsted Carbon (RothC), considerando diferentes cenários e modelos climáticos. O estudo foi conduzido no Campo Experimental Bebedouro da Embrapa Semiárido, Petrolina-PE em área cultivada com melão amarelo, cv. Gladial, foram considerados 8 ciclos de cultivo (2012-2019). O delineamento experimental foi composto por dois sistemas de manejo de solo (com e sem revolvimento), três tipos de tratamentos utilizando mistura de plantas, composta por 14 espécies com diferentes proporções de leguminosas, gramíneas e oleaginosas e quatro repetições que foram divididos em blocos casualizados. Após 70 dias de desenvolvimento foram cortadas e depositadas no solo. Dados de temperatura e precipitação foram adquiridos dos modelos climáticos BCC CSM, MIROC5, CESM1-BGC, IPSL CM5B LR e HADGEM2-AO, seguindo os cenários climáticos RCP 4.5 e RCP 8.5. O estoque de C futuro foi estimado até o ano de 2071 usando o modelo RothC. A ACV foi empregada para mensurar e comparar os impactos ambientais de ambos os sistemas considerando o clima atual e o clima no ano de 2032, período em que o experimento completará 20 anos e o estoque de C no solo é considerado estável pelo IPCC. A análise do teor de C no solo por camada, mostrou que a profundidade 0-5 cm, o manejo sem revolvimento e o tratamento com maior proporção de gramíneas e oleaginosas apresentaram maiores teores de C no solo, quanto ao aumento do teor de C no solo foi mais expressivo a partir do 4º ano de cultivo especialmente nas camadas superficiais. Sobre o acúmulo de C futuro no solo, o tratamento com predominância de leguminosas e sem revolvimento aumentou o estoque de C no solo independentemente do cenário climático. O revolvimento do solo não favoreceu o acúmulo de C, fazendo com que nenhum dos tratamentos alcançasse o mesmo estoque que a Caatinga. No cenário RCP 4.5 o modelo MIROC5 favoreceu o maior acúmulo de C no solo; já os menores estoques de C ocorreram nos modelos CESM1-BGC e IPSL CM5B LR sob o cenário RCP 8.5. Os maiores impactos ambientais ocorreram no sistema conservacionista devido a irrigação utilizada para o crescimento das misturas de planta, seguido das emissões de campo e uso dos fertilizantes nitrogenados. A aumento da temperatura em 1.05 e 1.2 °C nos modelos HadGEM2-AO e o CESM1-BGC pode intensificar os impactos ambientais causados pelo cultivo de meloeiro. Os resultados evidenciam que manejos convencionais podem comprometer os estoques de C no solo, ressaltando a urgência de práticas conservacionistas. A adoção do sistema sem revolvimento associado ao cultivo de misturas de plantas, especialmente durante o período chuvoso de regiões semiáridas podem ser uma estratégia para redução dos impactos ambientais causados pelos cultivos de grande impacto socioeconômico, como o meloeiro, conciliando produtividade com a conservação dos recursos naturais.