在2.5km网格单元尺度下，武汉市UGI年碳汇量表现出明显的城乡梯度特征，越靠近中心城区，碳汇量越少(图6-1)，这主要是因为越靠近中心城区，不透水表面占比越高，而起到碳汇作用的UGI占比越少。武汉市UGI碳汇绩效除了在北部山地区域明显拔高外，整体而言既没有呈现出明显的城乡差异，也不是均匀分布，中心城区同样具有和郊区林地一样的高碳汇绩效网格，UGI碳汇绩效存在空间聚集特征(图6-2)。

 

UGI景观格局与碳汇绩效的相关性分析结果如表4所示，本文认为|R|>0.4即表示强相关，是重点分析对象。UGI碳汇绩效与灌木的各项景观格局指标均无明显关系，这可能是因为研究区域的UGI以林地、耕地、草地为主，湿地占比虽少但分布相对集中，而灌木占比小且分布零散。

 

根据面积指标，LPI、CA、PLAND3个面积指标均显示，UGI碳汇绩效与耕地面积呈显著负相关，而与林地面积呈显著正相关。其中，林地斑块所占面积比例(PLAND)与UGI碳汇绩效相关系数为0.818(P<0.01)，而耕地斑块所占面积比例(PLAND)与UGI碳汇绩效相关系数为-0.695(P<0.01)。林地的最大斑块面积指数(LPI)与UGI碳汇绩效相关系数为0.780(P<0.01)，与林地的PLAND指数是UGI碳汇绩效最关键的2个影响因子。

 

在聚集度指标中，林地的相似邻近百分比(PLADJ)指数是除面积指标以外的UGI碳汇绩效的最关键影响因子，相关系数为0.626(P<0.01)。PLADJ取值越大，该斑块类型越聚集，林地的PLADJ与AI(0.601，P<0.01)、DIVISION(-0.560，P<0.01)共同反映了林地的聚集程度与UGI碳汇绩效的高度正相关。耕地的AI(-0.424，P<0.01)、PLADJ(-0.430，P<0.01)、DIVISION(0.524，P<0.01)则反映了耕地的集中分布与UGI碳汇绩效的负相关关系。散布与并列指数(IJI)表明，林地、草地斑块分布越均匀，碳汇绩效越高。斑块内聚力指数(COHESION)反映了斑块类型的连通程度，取值越大，连通度越高。

湿地、林地的COHESION指数与UGI碳汇绩效的相关系数分别为-0.420(P<0.01)和0.523(P<0.01)，说明在2.5km范围内武汉市现状湿地的连通性不利于碳汇绩效的提升，而林地的连通性则有利于UGI碳汇绩效。此外，UGI碳汇绩效与湿地的PLADJ、COHESION指数呈负相关的同时与DIVISION指数也呈负相关，反映了湿地的聚集和连通性不利于高碳汇绩效，但是湿地的破碎化同样也会导致碳汇绩效下降。

 

在形状指标方面，湿地的景观形状指数(LSI)、平均分维数(FARC_MN)、边缘密度(ED)、平均形状指数(SHAPE_MN)均与UGI碳汇绩效呈显著负相关，同样说明过于破碎化和斑块形状过于复杂的湿地对于提高UGI碳汇绩效具有负面作用。林地的SHAPE_MN与UGI碳汇绩效的相关系数为0.525(P<0.01)。SHAPE_MN指数取值越大，则相应的用地更加趋于破碎化，斑块形状越复杂，这样的区域多位于空间结构高度复杂的中心城区及天然林地的边缘，印证了中心城区同样拥有与郊区同样高碳汇绩效网格的现象。

 

4结论

 

本文首先分别量化与评估了武汉市多尺度的UGI碳汇绩效与景观格局，然后利用地统计学方法识别出最佳网格分析尺度，进而对两者的相关性进行分析，以探明景观格局对UGI碳汇绩效的影响因素。研究结果可以为低碳导向下武汉市UGI的最佳管理单元、UGI组成和结构的评估与优化等方面提供理论依据。主要结论如下。

 

1)研究基于哨兵2号数据改进的CASA模型对武汉市植被净初级生产力进行了高精度模拟，2020年武汉市UGI的NPP均值为426.80gC·m-2·yr-1，总净初级生产力为2.821×1012gC，2020年构成武汉市UGI的地上植被总碳汇量约为1.185×1012gC。

 

2)2.5km是本文的最佳网格分析尺度，在该尺度下，根据武汉市UGI碳汇图和碳汇绩效图，武汉市UGI年碳汇量分布有明显的城乡梯度特征，而碳汇绩效空间分布虽不具有城乡梯度，却依然有明显的空间聚集特征。

 

 

3)林地、耕地的LPI、CA、PLAND指数，草地、林地的IJI指数，林地、湿地、耕地的PLADJ指数，湿地、林地的SHAPE_MN指数及林地的COHESION指数等22个指标是武汉市UGI景观格局对碳汇绩效的关键影响因子。总的来说，在2.5km尺度下武汉市的UGI碳汇绩效与耕地、湿地占比成反比，而与林地、草地占比成正比；湿地的连通度与碳汇绩效呈显著负相关，而林地的连通度与碳汇绩效呈显著正相关。

林地、草地斑块的均匀分布有利于碳汇绩效的提升而过于破碎化或过于聚集的湿地都不利于植被碳汇。AI、PLADJ、DIVISION指数表明林地的聚集有利于UGI的植被碳吸收，而耕地的聚集则相反。