水坝水库可能是比我们想象的更大的碳排放源

人们曾认为大坝可以将碳封存在水库中堆积的沉积物中。但基于 30 年数据的新研究表明，大坝可能会释放出大量的碳，而问题可能只会越来越严重。

生物地球化学家、这项研究的资深作者 Matthias Koschorreck 在一份新闻稿中写道：“大坝的碳排放量被严重低估了。”他认为，气候政策制定者曾认为大坝是碳汇，但现在应该将其视为碳源。

水库中储存的碳量惊人。大坝建成后，水库会淹没田地、湿地和森林。水库中不断积累着更多的死亡植物：随着溪流和河流将植物从上游倾倒，其中一些植物会沉入水底。

明尼苏达大学海洋基金会主任约翰·唐宁说：“水库的主要作用之一是可以捕获大量沉积物。它们可以捕获大量碳。”他表示，总的来说，淡水水体对全球碳循环的重要性超过了世界上所有的海洋。

关键在于所有这些植物材料分解成温室气体的速度有多快。当它们在深水下时，它们会慢慢腐烂。最终，它们甚至可能被埋在低氧淤泥中，从而完全脱离短期碳循环。

唐宁说：“有时你会在湖底发现数十年的尸体，但它们看起来就像昨天才沉入水中一样。”在其他地方，人们在池塘底部发现了完整的乳齿象肉，或者保存完好的罗马船只残骸。

但水库水位会根据季节性降雨、农业模式和管理决策而变化，而且并不是所有的碳都会被淹没。

根据研究人员对卫星数据的分析，1985年至2015年间，全球水库面积平均有15%处于干涸状态。这意味着这些水库积聚的淹没碳可能会在空气中迅速腐烂。

用于灌溉农作物的水库往往比主要用于水力发电的水库消耗更多的水（平均有四分之一的水面干涸）。与此同时，极北地区和赤道附近的水库比中纬度地区的水库更稳定。部分原因是更多的极北水坝用于水力发电，部分原因是赤道附近干旱和季风的季节性循环更为常见。

因此，研究人员估计，水库排放的碳是其封存量的两倍。

这尤其重要，因为我们的水库水位越来越低。今年，西南部可能会启动干旱应急计划，大幅减少科罗拉多河的使用，因为为该地区的城市和农场供水的大型水库水位已降至临界水平。（然而，由于这些水库主要填满深沙漠峡谷，因此与魁北克等地势较平缓的水库相比，它们留下的裸露土地较少。）加州所有主要水库的水位都低于历史平均水平。

但暴露的区域只是水库碳排放新图景的一部分。唐宁最近的另一项研究估计，人类向湖泊和水库排放了如此多的营养物（污水和农业径流的委婉说法），到 2100 年，这些水道造成的变暖程度将是我们目前化石燃料消耗的一半。

这是因为这些营养物质会滋生藻类，然后藻类会大量死亡。微生物分解藻类时会消耗氧气并释放甲烷。唐宁说，改变水位也可以加速这一过程。“当你将沉积物干燥后再浸湿，它们会释放出大量营养物质，因此你会得到更多可移动的营养物质。”

2018 年的一项估计（不包括最近对水位下降或营养水平的计算）发现，在热带地区，水力发电可能产生与化石燃料相同规模的排放。

当然，藻类的大量繁殖并非不可避免——可以通过更好的肥料和污水管理来控制。水库水位下降也是人类决策和政策制定的产物。

但该研究结果也可能适用于天然湖泊，随着气候变暖，天然湖泊的水位可能会出现更多的季节性变化。

“我们将有许多湖泊失去水量，”唐宁说。“而且我们在北方气候区会形成新的湖泊。我相信我们将拥有更多间歇性系统，这些系统可能会向大气中排放大量温室气体。”