近日，南京信息工程大学环境科学与工程学院施文卿教授团队在国际权威期刊Science Advances以Research Article形式发表题为“Dams not to blame for all reservoir carbon emissions from retained organic carbon”的研究成果。该研究从河流-河口连续体视角出发，通过比较全球5346座大坝在有坝与无坝情景下碳排放差异，定量评估了大坝截留有机碳所引起的净碳排放效应。研究发现，传统仅基于水库碳排放的核算方法显著高估了大坝建设的增排贡献。考虑无坝情景下的碳排放基线后，大坝实际净增排量仅为传统水库碳排放估算值的18.6%。该成果为科学评估水电开发的碳排放效应及完善水库碳排放核算体系提供了新思路。

河流筑坝后，大量有机碳被水库截留并沉积，使水库成为CO₂和CH₄排放热点区域。然而，即使没有大坝，这些易分解有机碳仍会在下游河道输移或河口沉积过程中分解排放。因此，如果将水库中截留有机碳分解产生的碳排放全部归因于大坝，就可能高估筑坝带来的碳排放效应。针对这一问题，研究团队从河流-河口连续体视角出发，构建了涵盖水库、河道和河口的全球有机碳输移与碳排放核算框架。通过整合全球大坝与水库、河网、土壤侵蚀、土壤有机碳及水文环境等多源数据，估算了全球5346座大坝的有机碳输入与截留量。在此基础上，综合考虑有机碳在水库、河道和河口中的分解及CO₂和CH₄排放，分别构建了有坝与无坝两种情景，通过比较两种情景下碳排放差异，定量评估了大坝建设引起的净碳排放。同时，结合机器学习与蒙特卡洛不确定性分析，识别了大坝净碳排放的关键影响因素，并量化了模型参数的不确定性。

图1 有坝与无坝情景下有机碳输移及碳排放示意图

研究发现，考虑无坝基线后的净增排量明显低于传统核算结果。与无坝情景相比，建坝使有机碳分解产生的CO₂当量排放平均增加21.5%。然而，这一净增排量仅相当于传统方法的18.6%，表明忽略无坝条件下的自然排放基线，会明显高估大坝的净增排贡献。研究进一步揭示，筑坝使原本可能输送至下游河道和河口的部分有机碳在水库沉积分解，而水库较长的水力停留时间及相对缺氧的环境更有利于CH₄产生，使CH₄对总CO₂当量排放的贡献由无坝情景下的4.4%上升至有坝情景下的22.8%。此外，机器学习分析表明，水库水深和水力停留时间是调控大坝净碳排放效应的两个最重要因素。

该研究表明，大坝通过改变有机碳在河流-河口连续体中的输移和分解过程，重新分配碳排放的空间位置与CH₄占比。未来大坝碳排放评价应从单一水库核算转向连续体尺度的净排放核算，充分考虑无坝条件下的自然碳排放基线，为水电碳足迹评估、大坝建设规划及低碳水电发展提供更加科学的评价依据。

本研究得到了国家自然科学基金（42422605、42277060、42477073）、国家重点研发计划（2024YFC3214500）、江苏省自然科学基金（BK20240142）、美国国家科学基金会、美国国立卫生研究院及云南省院士专家工作站等项目的支持。南京信息工程大学环境科学与工程学院施文卿教授与中国农业科学院的闵祥宇副研究员为论文共同第一作者，中国科学院南京地理与湖泊研究所秦伯强研究员为论文通讯作者，南京信息工程大学李子千博士等参与了该项研究。南京信息工程大学为第一完成单位。

论文信息：

Shi, W., Min, X., Li, Z., Shi, K., Zhu, L., Zhang, Q., Paerl, H. W., Jeppesen, E., & Qin, B. (2026). Dams not to blame for all reservoir carbon emissions from retained organic carbon. Science Advances, 12(44).

论文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.aeg7676