大坝可用于供应饮用水、农业灌溉或水力发电。截至目前，人们一直认为大坝对碳的储存大于排放。然而，德国亥姆霍兹环境研究中心(UFZ)、西班牙加泰罗尼亚水质研究所和巴塞罗那大学科学家的一项合作研究表明，水坝的碳排放量是其储存量的两倍。相关成果日前发表于《自然—地球科学》。
无论是水流中的树叶、树枝还是藻类，都会输送大量含碳物质。如果将水拦截下来，这些物质就会逐渐沉淀并积聚在水体底部。“由于缺乏氧气，底部的降解过程要慢得多。因此，人们认为释放的二氧化碳会更少，碳在大坝沉积物中将保存很长一段时间。”UFZ湖泊研究部门生物学家Matthias Koschorreck解释道。
然而，对于水体的碳平衡来说，发挥作用的不仅仅是被水覆盖的区域，还有那些因为水位下降而暂时干涸的区域。在此前的研究中，Koschorreck研究小组已经证明，一旦先前被水覆盖的含碳物质与大气中的氧气接触，就会驱动强烈降解过程，并形成二氧化碳。“干涸的水域会释放出更多的碳。” UFZ湖泊研究部门前博士生Philipp Keller说，“当大坝释放大量的水时，大片地区就会突然暴露出来。然而，在计算碳平衡时，这些地区并没有被考虑在内。”
在调查中，研究人员使用了一个基于卫星图像的数据库，其包含1985年至2015年间全球约6800座大坝的水面面积月度数据。据此，科学家能够确定30年间大坝没有完全被填满的时间、位置和持续时间，以及干旱区域面积。平均而言，15%的水库地表没有被水覆盖。科学家利用这个数字进一步计算了这些地区的碳排放量。
“我们的计算表明，大坝的碳排放被大大低估了。从全球平均水平来看，它们释放的碳是储存的碳的两倍。”Koschorreck说。
数据还显示，大坝水位波动幅度取决于它们的用途和地理位置。“灌溉大坝的波动比水力发电大坝更明显。”Keller说，“在年降水量模式更均匀的地方，比如两极附近和赤道周围，水位的大幅波动比中纬度地区要少，那里的大坝大部分区域通常在很长时间内都处于干涸状态。”
研究小组还以大坝为例，展示了正在干涸的地区对全球水体碳平衡的影响。“希望这一研究能提高人们的意识，即在平衡天然内陆水域的碳通量时，必须考虑正在干涸的地区。”Koschorreck说。
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