Las áreas urbanas son centros significativos de actividad humana y se reconocen como importantes contribuyentes a las emisiones de carbono globales. El establecimiento de espacios verdes urbanos juega un papel crucial en la mejora de los sumideros de carbono y la mitigación de las emisiones de carbono, fomentando así un ciclo de bajo carbono dentro de las ciudades. Sin embargo, la literatura existente sobre la captura de carbono de los espacios verdes en las ciudades chinas a menudo pasa por alto el papel de los cuerpos de agua, que son una característica significativa de las ciudades de humedales. Por lo tanto, es necesario investigar el potencial de captura de carbono de los espacios verdes en las ciudades de humedales, teniendo en cuenta la contribución de los cuerpos de agua a los sumideros de carbono. Este estudio tiene como objetivo analizar la estructura cuantitativa de los espacios verdes urbanos a través de la perspectiva del balance de carbono, lo que puede mejorar efectivamente la capacidad general de captura de carbono de una ciudad. Utilizando la teoría del balance de carbono, esta investigación primero evalúa la capacidad de compensación de carbono (COC) de los espacios verdes urbanos en Wuhan para el año 2019. Luego, pronostica las emisiones de carbono futuras, establece objetivos de mejora para el COC y calcula el área requerida de espacio verde estándar para alcanzar estos objetivos para 2030. Se desarrolla un modelo de programación multiobjetivo (MOP) para identificar la solución óptima que se alinee con las restricciones de planificación del desarrollo urbano mientras maximiza los sumideros de carbono. Por último, analizamos las tasas de contribución de diferentes tipos de espacios verdes urbanos a la capacidad total de captura de carbono de los espacios verdes para aclarar las características de la absorción de carbono en los espacios verdes de Wuhan, una ciudad de humedales. Los hallazgos indican lo siguiente: (1) En 2019, las emisiones de carbono de Wuhan provenientes de actividades humanas alcanzaron aproximadamente 38.20 Mt, con los espacios verdes urbanos absorbiendo alrededor de 5.62 Mt de carbono, y un COC de aproximadamente 14.71%. (2) Las proyecciones para 2030 sugieren que las emisiones de carbono en Wuhan aumentarán a aproximadamente 42.64 Mt. Dependiendo de las tasas de mejora del COC objetivo del 5%, 10%, 15%, 20% y 25%, los valores requeridos de captura de carbono serán de 6.59 Mt, 6.90 Mt, 7.21 Mt, 7.53 Mt y 7.84 Mt, respectivamente. (3) Los resultados del modelo MOP indican que el COC óptimo para 2030 se proyecta que sea del 16.33%, lo que requiere una captura de carbono de 6.97 Mt. (4) Los cuerpos de agua representaron el 56.23% de la absorción total de carbono en los espacios verdes en 2019 y se proyecta que representen el 45.37% en 2030, destacando las características distintivas de Wuhan como ciudad de humedales en términos de sus capturas de carbono en espacios verdes. La gestión y mejora de la capacidad de captura de carbono de los cuerpos de agua es crucial para el potencial de captura de carbono del espacio verde urbano en Wuhan. Los resultados de este estudio pueden proporcionar evidencia y recomendaciones para los patrones de desarrollo de bajo carbono de las ciudades de humedales en toda China.