洪泛湖泊湿地是全球碳循环的关键热点区域，淹没‑出露交替的水文节律控制着湖泊CO₂和CH₄等温室气体的交换过程，在区域气候调节中扮演着不可替代的角色。长期以来，相关研究更多关注单个水利工程的生态环境效应，对于干流大坝与湖泊水利工程共同构成的级联水文调控体系，如何改变下游湖泊碳源汇格局，其累积气候效应尚不明确，这也成为水资源安全管理与碳中和目标协同推进过程中的重要知识缺口。

    针对这一科学问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所赵晓松副研究员联合江西师范大学、中国科学院亚热带农业生态研究所、大气物理研究所等多家国内科研机构，以长江中下游最大通江洪泛湖泊—鄱阳湖和洞庭湖为研究对象，基于涡度相关CO₂和CH₄通量观测、遥感数据，结合水动力和随机森林模型模拟，定量解析三峡大坝运行及拟建水利枢纽对两大洪泛湖泊碳收支的影响，揭示植被物候与水文调控耦合驱动碳源汇分异的内在机制，为全球洪泛湿地及流域水资源工程的气候友好调度提供科学依据。

    研究设置三种情景开展对比模拟：无三峡大坝的自然水文情景、仅三峡大坝运行情景、三峡大坝叠加湖泊水利枢纽的梯级调控情景。结果显示，三峡大坝对洞庭湖、鄱阳湖碳收支产生截然相反的调控效果。受三峡调度影响，洞庭湖碳汇功能被削弱，CO₂吸收量下降6%，CH₄排放上升4%；与之相反，鄱阳湖碳汇能力得到增强，CO₂吸收提升8%，CH₄排放小幅下降1%。

    这种差异化响应的原因在于湖泊优势湿地植被与三峡季节调度的匹配关系。洞庭湖以芦苇群落为主，植被生长峰值集中在汛期前春季，对汛前水位抬升高度敏感。而鄱阳湖优势物种为灰化薹草，生长旺盛期集中在汛期过后的秋季，对汛后水位回落过程响应强烈。三峡汛前放水抬升湖面，抑制洞庭湖春季芦苇固碳能力；汛后蓄水降低湖面水位，则有利于鄱阳湖秋季薹草群落的生长固碳（图1）。

图1.  级联水文调控影响下的洪泛湖泊湿地碳源汇格局  

    拟建水利枢纽将抬升湖泊枯季水位，统一削弱两大湖泊的碳汇能力，抹平三峡大坝带来的碳收支差异。鄱阳湖水利枢纽在秋季退水期开始运行，湖面覆盖度将提升超20%，大面积淹没湿地植被，CO₂吸收锐减46%，带来更强的温室气体排放效应。洞庭湖水利枢纽主要在冬季运行，此时湿地植被本就处于生长低谷，碳通量扰动相对有限。

    综合评估级联水文调控对全球增温潜势（GWP）的影响，长江中游两大洪泛湖泊湿地每年整体增温效应将增加0.88 Tg CO₂当量（图2）。洞庭湖本身属于净冷却的碳汇系统，工程运行会削弱其降温效应；而鄱阳湖本身表现为净增温，湖泊工程会进一步放大它的温室气体释放，鄱阳湖对整体增温贡献大于洞庭湖。

图2. 三峡大坝与湖泊水利枢纽运行对洞庭湖与鄱阳湖增温潜势变化的影响

    本研究进一步提出可迁移的评估框架，指出大坝距离、优势植被季节敏感性、水面覆盖度变化，是决定洪泛湿地气候效应的三大核心因子，这套框架可为亚马逊、湄公河等全球其他大型洪泛平原流域的水利工程气候影响评估提供参考。研究表明，水利工程建设在考虑防洪、供水、发电效益的同时，必须将碳收支、气候效应纳入调度评估体系。在全球大量洪泛平原规划建设水利设施的大背景下，协调水资源安全与气候稳定目标，是未来流域治理不可回避的现实命题。

    上述研究成果以“Cascading River-Lake Hydrological Regulation Reshapes Carbon Budgets of Floodplain Lakes in the Yangtze River Basin”为题，近期发表于国际地理学权威期刊《Earth’s Future》。中国科学院南京地理与湖泊研究所硕士生赵乐鋆为论文第一作者，赵晓松副研究员为通讯作者。

    文章信息：Zhao, L., Zhao, X., Fan, X., Huang, Q., Yao, J., Gan, M., et al. (2026). Cascading river-lake hydrological regulation reshapes carbon budgets of floodplain lakes in the Yangtze River Basin. Earth's Future,14, e2025EF007808.