除其他外，大坝可用作饮用水、农业灌溉或水力发电厂运行的水库。到目前为止，人们一直认为大坝充当净碳储存器。来自亥姆霍兹环境研究中心 (UFZ) 的研究人员与来自赫罗纳加泰罗尼亚水研究所 (ICRA) 和巴塞罗那大学的西班牙科学家一起表明，大坝释放的碳是其储存量的两倍。该研究已发表在《自然地球科学》上。
无论是树叶、树枝还是藻类——溪流都会输送大量的含碳物质。如果水被拦住，物质会逐渐沉淀并积聚在水体底部。“由于缺乏氧气，那里的降解过程要慢得多。因此，释放的二氧化碳较少。UFZ 湖泊研究部的生物学家 Matthias Koschorreck 博士解释说，所含的碳会在大坝的沉积物中储存更长的时间。“人们认为大坝储存的碳量与它们作为温室气体释放的碳量大致相同”。
然而，对于水体的碳平衡，不仅被水覆盖的区域——还有那些因水位下降而暂时干涸的区域——都发挥着作用。Koschorreck 的工作组在之前的研究中已经证明了这一点。如果先前被水覆盖的含碳材料与大气中的氧气接触，则会强烈地推动降解过程并因此形成二氧化碳。UFZ 湖泊研究系前博士生菲利普·凯勒 (Philipp Keller) 说：“因此，正在干涸的水域比被水覆盖的地区释放出更多的碳。”“如果大坝释放大量水，大片区域会突然暴露出来。但在计算碳平衡时并未考虑这些区域。这是我们通过工作弥合的知识差距”。
在他们的调查中，研究人员使用了一个基于卫星图像的数据库。其中包含 1985 年至 2015 年间全球约 6,800 座大坝水面面积大小的月度数据。 因此，在这 30 年中，科学家们能够准确确定大坝未完全填满的时间、地点和时间，以及如何干旱地区很大。平均而言，总水库表面的 15% 未被水覆盖。科学家们使用这个数字来进一步计算这些区域的碳释放量。“我们的计算表明，大坝的碳排放量被大大低估了。在全球平均水平上，它们释放的碳是它们储存的两倍”，Koschorreck 说。“必须重新考虑他们作为全球碳循环中净碳储存的形象”。
数据还表明，大坝水位波动的幅度取决于其用途和地理位置。“用于灌溉的大坝比用于水力发电的大坝的波动更为明显，”凯勒说。“在年降水模式更均匀的地方——例如两极附近和赤道附近——与中纬度地区相比，水位的大幅波动较少，在那里大坝的较大区域往往干涸的时间要长得多”。
以大坝为例，研究团队展示了干涸区域对全球水体碳平衡的影响。“我们希望我们的研究提高人们的认识，即在平衡自然内陆水域的碳通量时也必须考虑正在干涸的地区，”Koschorreck 说。新发现也可以纳入对气候更友好的大坝管理中。例如，如果必须将水排干以进行维护，那么考虑碳释放的最佳时机是有意义的。如果工作在寒冷季节而不是夏季进行，暴露的含碳材料的降解过程要慢得多，碳排放量要低得多。
为了更好地了解大坝的碳平衡，Koschorreck 的研究团队计划仔细研究二氧化碳和甲烷的释放以及植被对干旱地区碳循环的作用。
