水电作为清洁能源，有助于减少对传统热能（如煤、石油、天然气）的依赖，显著降低温室气体排放。然而，近年来一些研究者认为，水坝会增加河流温室气体排放，尤其是围绕三峡大坝蓄水前后温室气体变化开展的讨论，使水坝导致的温室气体问题重新受到广泛关注。例如, Nature刊发评论文章“甲烷取消水力发电的绿色资质” (Methane quashes green credentials of hydropower); Journal of Geophysical Research刊文“Methane emissions from newly created marshes in the drawdown area of the Three Gorges Reservoir”, Nature News据此发表的短评“Chinese dam may be a methane menace”等。

   这些研究促使研究者们更加系统深入地探索水库温室气体问题，但在方法合理性、数据可靠性、结论科学性等方面仍值得商榷。

   在最近发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）的一篇文章中，北京大学倪晋仁教授等指出，大型水电站（水库）运行前后温室气体排放通量的变化与其因替代火电而减少的温室气体排放通量相比要小若干个数量级。他们暂时撇开水电绿色能源实现的温室气体减排“大数”，进一步全面回答了: 大型水库运行前后温室气体排放通量变化的“小数”究竟是增加还是减少？

      作者以世界第一大坝——三峡大坝为例，获得了出乎预料的结果: 从水库上、下游长江干流4300公里的范围来看，三峡水库从2003年运行以来显著减少了二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的年平均排放量; 与此同时，长江输入海洋的温室气体CO₂(79%)、CH₄(50%)和N₂O(9%)也显著下降。其根本原因是，无论是在空间上还是在时间上，“大型水坝”所产生的影响都比“小型水坝”要深远得多。大型水库的蓄水不仅改变了传统上人们关注的库区与入库支流环境，而且使下游河流生境发生了显著变化。特别是在大坝下游出现的长期、长距离的河床泥沙冲刷，在使河流系统开始向新的平衡进行自动调整的同时，将极大地改变产甲烷和反硝化过程，抑制产甲烷和反硝化作用。

       这一研究结果颠覆了此前的认识, 发现三峡大坝改变了长江的碳氮平衡, 并使长江干流CO₂、CH₄、N₂O等温室气体排放通量显著下降，强调了对大坝上、下游影响范围内（而不是仅限于库区）温室气体变化进行全系统计量的重要性，也指出我们需要以系统性思维来进一步认识大型水坝带来的生态影响。

三峡水库运行前后长江温室气体排放时空变化的相关物理、生物地球化学机制的全系统分析

     论文发表后，美国著名学者Emily Stanley教授在评论文章（Taking a broader view of Three Gorges Dam）中指出：“倪晋仁等对长江的温室气体动态进行了迄今为止最全面的评估。” 她认为：“通过建立大数据集和使用机器学习工具，作者量化了蓄水前后的温室气体动态，从而区分由筑坝引起的‘新’排放和没有大坝时的自然排放。这种分离对于大坝产生的温室气体后果进行可靠评估至关重要，然而以往研究很少有能够做到这一点”。“这种方法导致了意想不到的结果，即自大坝投入运行以来，总体上温室气体的排放量非但没有增加，反而显著减少。该研究提示我们应从更大、更广阔的角度重新考虑世界范围内大型水坝的影响。”

      相关论文以“Three Gorges Dam: Friend or Foe of Riverine Greenhouse Gases? ”为题在线发表于NSR（https://doi.org/10.1093/nsr/nwac013）。倪晋仁教授为通讯作者，其他主要作者包括北京大学王海珍、马涛、黄蓉等。该研究得到了国家自然科学基金（51721006和92047303)的资助。