河流湿地作为物质循环与能量交换的热点区域，既是拦截污染物、净化水质的核心生态载体，也是二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）等温室气体产生、转化与排放的关键场所。在人类活动干扰加剧的背景下，河流湿地退化或损毁如何改变内陆水体温室气体产排过程，是当前水生态学和全球变化领域关注的重要科学问题。

    针对该问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所李恒鹏研究员团队张汪寿等，选取丘陵区河流湿地损毁典型案例，整合野外观测与数值模拟手段，系统解析了湿地受损前后温室气体排放通量演变规律，阐明了湿地调控水体温室气体排放格局的内在重塑机制。

    研究结合短时高频与长时低频原位观测，对比湿地完整与湿地损毁两种情景下水体温室气体扩散通量差异。结果表明，在湿地完整存续阶段，河道持续排放CH₄和CO₂，对N₂O则呈现周期性净吸收效应，证实湿地对三类温室气体存在差异化调控作用；湿地受损后，水生植被消退、营养物截留缓冲功能衰退，水体由低氧/厌氧转为以好氧环境主导，CH₄、CO₂和N₂O水面扩散通量分别下降27%、48%和10%,证实湿地维持的低氧/厌氧环境与持续性内生碳源供给，是支撑河流温室气体产排的先决条件。

    研究同时指出，实施河流湿地修复可显著提升水质净化效能，但可能也将同步抬升温室气体排放。需要强调的是，该规律并不代表湿地修复综合气候效益为负，植被光合固碳、底泥持续碳埋藏等仍是核心气候调节途径。为最大化发挥湿地减污降碳综合效益，湿地修复应统筹水质净化与温室气体调控双重目标，协同优化湿地植被布局、底质与水动力条件及水文连通模式。

图1. 湿地损毁前后河道温室气体排放通量对比

    单纯依赖野外观测难以拆分温室气体河道原位产生与上游径流输入的贡献，为定量解析河流湿地原位产气能力，研究团队自主构建了二维河道生物地球化学数值模型，耦合溶质输移、生物地球化学反应、水气交换多类过程，实现了温室气体产/排通量的定量拆分。结果显示，湿地受损后，河道温室气体产生核心驱动机制发生根本性转变：日尺度内源代谢主导的昼夜波动显著减弱，通量动态转为外源营养盐输入控制；月尺度上，由于反硝化脱氮能力整体下降，河道N₂O由周期性吸收汇转为持续释放源。同时，厌氧底泥产气基质消失导致河道CH₄和CO₂原位净产速率分别下降60%和20%，夏季高温时段CH₄甚至由排放源转变为净吸收汇。总体来看，原位产气能力衰减是湿地损毁后水面扩散通量下降的核心诱因。

图2. 河流温室气体原位产生与上游输入解耦模型框架

图3. 河流湿地损毁前后温室气体产生、排放与溶存输移输移通量收支对比

    上述研究从扩散排放和内部产生动力学双重维度，阐明湿地受损通过改变营养盐截留与代谢环境，重塑河流温室气体产排全过程。研究建立的原位产生-外源输入-水气交换多过程定量解耦方法，为解析河流水体温室气体收支提供新的技术手段，也为湿地修复效益评估、减污降碳协同增效提供了理论支撑。

    相关成果发表于生态学及水文学领域国际期刊Ecological Applications和Water Resources Research，并获批1项模型软件著作权。研究第一完成人为张汪寿青年研究员，李恒鹏研究员为通讯作者。

    文章信息：

    Zhang, W., Li, H., Xie, S., Zhu, T. (2026). Roles of riverine wetlands in diffusive greenhouse gas emissions: Comparing before and after wetland destruction. Ecological Applications, 36(3): e70233. https://doi.org/10.1002/eap.70233

    Zhang, W., Li, H., Zhu, T., Xie, S. (2026). Wetland Removal Alters Hourly and Monthly Dynamics of In-Stream Greenhouse Gas Production. Water Resources Research, 62: e2025WR042523. https://doi.org/10.1029/2025WR042523