人们曾认为大坝可以通过沉积物在水库中隔离碳。但基于 30 年数据的最新研究表明，它们可能会释放出大量碳，而且这个问题只会越来越严重。
“大坝的碳排放量一直被严重低估，”生物地球化学家、该研究的资深作者 Matthias Koschorreck 在新闻稿中写道。他认为，曾经被气候决策者视为碳汇的大坝，现在应该被视为碳源。
水库储存着惊人数量的碳。大坝建成后，其水库淹没了农田、湿地和森林。而且水库会不断积累更多的死亡植物物质：溪流和河流从上游带来植物，其中一些会沉入水底。
明尼苏达大学海洋赠款项目主任 John Downing 说：“水库的一个主要特点是它们会截留大量沉积物。它们截留了大量的碳。”他说，总的来说，淡水体对全球碳循环的重要性超过了世界所有海洋。
关键在于这些植物物质分解成温室气体的速度有多快。当它深埋在水下时，分解速度很慢。最终，它甚至可能被埋在缺氧的泥土中，从而完全脱离短期碳循环。
Downing 说：“有时你会发现湖底保存了几十年的尸体，看起来却像昨天刚掉进去一样。”在其他地方，人们在池塘底部发现了完整的猛犸象肉，或是保存完好的罗马船残骸。
但是，水库水位会根据季节性降雨、农业模式和管理决策而变化，并非所有的碳都保持在水下。
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。这意味着水库中积累的淹没碳可能会在空气中快速腐烂。
用于灌溉农田的水库比主要用于水力发电的水库使用了更多的水——平均有四分之一的表面积干涸。同时，北部高纬度和赤道附近的水库比中纬度的水库更稳定。这部分是因为北部有更多的水坝用于水力发电，部分原因是干旱和季风的季节性周期在赤道附近更为常见。
因此，研究人员估计，水库排放的碳量是其固碳量的两倍。
这一点尤其重要，因为我们对水库的用水量越来越大。今年，美国西南部可能会启动干旱应急计划，并大幅削减科罗拉多河的用水量，因为为该地区城市和农场供水的水库正降至临界水平。（然而，由于这些水库大多深埋在沙漠峡谷中，它们暴露的陆地比魁北克这样地势平缓地区的水库少。）加利福尼亚州所有主要水库的蓄水量都低于历史平均水平。
但暴露的区域只是水库碳排放新画面中的一小部分。Downing 的其他近期研究估计，人类向湖泊和水库排放了大量的营养物质——这是一种委婉的说法，指代污水和农业径流——到 2100 年，这些水体将导致比我们目前的化石燃料消耗带来两倍的升温。
这是因为这些营养物质会引发藻类大量繁殖，然后藻类大量死亡。当微生物分解藻类时，它们会消耗氧气并释放甲烷。Downing 说，不断变化的水位也可能加速这一过程。“当你让沉积物干燥后再弄湿，它们会释放大量养分，因此会有更多的可移动养分物质。”
2018 年的一项估算（该估算未包含对水位下降或营养水平的最新计算）发现，在热带地区，水力发电可能产生与化石燃料相当的排放量。
当然，藻类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结果。
但这些发现也可能适用于天然湖泊，随着气候变暖，天然湖泊的季节性水位可能会更加频繁。
Downing 说：“我们将有很多湖泊缺水。而且我们在北欧地区有新的湖泊形成。我相信我们将会有更多的间歇性水体，它们可能向大气释放非常高浓度的温室气体。”
