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为满足人类经济社会的发展需求，在河流上筑坝的现象已非常普遍，然而筑坝在提高水体利用效率的同时，也阻断了河流水体的自然连续性，显著改变了河道上下游的物理、化学及生态特性，进而对河流生态系统碳排放过程产生影响，近年来成为全球温室气体中CO2、CH4排放研究的重点关注问题。然而，河流生态系统碳排放是碳素在陆地、河流沉积物、水体、大气环境复合体系中生物地化过程综合作用的结果，目前关于筑坝对河流碳素在上述体系中多界面迁移转化过程的内在影响机制尚不明晰。本文以三峡库区库尾筑坝支流御临河为研究对象，于三峡库区蓄水稳定期（2019年1月，以下简称蓄水期）、泄水稳定期（2019年8月，以下简称泄水期）对御临河生态调节坝上下游河段沉积物、垂向分层水体的碳素分布及水气界面含碳温室气体的排放特征进行了评估，结合水环境因子的变化情况，解析了在三峡库区水位周期性变动情况下，筑坝对其上下游河段CO2、CH4的产生、迁移、转化、排放全过程的影响机制。
对御临河生态调节坝上下游水环境因子进行监测，结果表明调节坝改变了御临河水环境因子的时空格局和水体营养状态。蓄水期御临河受长江干流回水影响，生态调节坝上下游水位一致（174.5m），水动力条件及理化特征空间差异小，但调节坝对氮磷营养盐的拦截效应明显，对上游来水中TN、TP浓度的平均截留率分别为22.6%、17.2%，调节坝上下游水体均为中营养状态。泄水期调节坝上游水位高（172.2m），水动力条件弱，水体热分层现象明显，Chl-a、DO、pH等水体理化指标均有明显垂向分层变化，水体富营养化程度较重；调节坝下游水位与长江干流一致（159.0m），水动力条件稍强，Chl-a、DO、pH等水体理化指标未出现明显垂向分层，水体富营养化程度较轻。调节坝在此时期显著改变了水体营养盐的空间分布格局。
对御临河生态调节坝上下游水体中各形态碳素浓度进行监测，结果显示在库区不同调度阶段下，调节坝对水体碳素时空分布格局的影响机制存在差异。蓄水期间，御临河生态调节坝主要通过物理拦截作用来影响河流DOC、POC的自然输移过程，对上游来水中DOC、POC浓度平均截留率分别为53.9%、27.9%，而对DIC、PIC影响较小。泄水期间，御临河生态调节坝对各形态碳素的影响机制除了直接的物理截留作用之外，其拦截蓄水作用导致的上游河段富营养化发展，也通过化学、生物过程间接地改变了水体碳素的空间分布格局。
对御临河CO2/CH4在沉积物、水体中的时空分布及水气界面的释放情况进行监测，结果表明三峡库区不同调度时期下筑坝对御临河CO2、CH4产排过程的影响机制存在明显差异。
蓄水稳定期间，生态调节坝主要通过阻断上游沉积物和水体营养物质的向下输移来影响沉积物CO2、CH4的“内源”产生，同时阻断溶存于水体的CH4向下游输移过程（对水体CH4的截留率达76%），进而影响其上下游CO2、CH4的大气排放量，对CO2、CH4在水柱中的垂向输移和消耗过程无明显影响。此时期水体CO2分压的主要影响因子是沉积物CO2浓度水平与水体微生物代谢强度，水体CH4浓度的主要影响因子是N、P营养盐和有机质浓度；水体CO2、CH4均以水-气界面分子扩散的形式排放至大气，排放量的主要影响因子是水温和表层水体CO2、CH4浓度。
泄水稳定期间，御临河生态调节坝对水体及其生源物质的拦截使其上下游河段水文条件和生境特征产生巨大差异，显著影响了御临河CO2的内源产生、河流沿程及水柱垂向输移、光合作用消耗及水-气界面排放的产排全过程；显著影响了CH4的沉积物产生、水柱垂向和河流沿程输移、水体溶存CH4氧化消耗、冒泡释放和水气界面分子扩散释放的产排全过程。此时期水体CO2分压主要受水体Chl-a和SRP浓度影响，而水体CH4浓度受河流流量、水温、CH4的环境排放方式（冒泡扩散）及河流外源CH4径流输入等多因素共同影响。此时期CO2主要以水气界面分子扩散形式（diffusion）排放至大气，排放量主要受沉积物CO2浓度水平与水体微生物代谢强度影响；而CH4主要以冒泡释放形式（ebullition）排放至大气，排放量受河流水深、流速及沉积物CH4浓度共同影响。
对御临河生态调节坝上下游水环境因子进行监测，结果表明调节坝改变了御临河水环境因子的时空格局和水体营养状态。蓄水期御临河受长江干流回水影响，生态调节坝上下游水位一致（174.5m），水动力条件及理化特征空间差异小，但调节坝对氮磷营养盐的拦截效应明显，对上游来水中TN、TP浓度的平均截留率分别为22.6%、17.2%，调节坝上下游水体均为中营养状态。泄水期调节坝上游水位高（172.2m），水动力条件弱，水体热分层现象明显，Chl-a、DO、pH等水体理化指标均有明显垂向分层变化，水体富营养化程度较重；调节坝下游水位与长江干流一致（159.0m），水动力条件稍强，Chl-a、DO、pH等水体理化指标未出现明显垂向分层，水体富营养化程度较轻。调节坝在此时期显著改变了水体营养盐的空间分布格局。
对御临河生态调节坝上下游水体中各形态碳素浓度进行监测，结果显示在库区不同调度阶段下，调节坝对水体碳素时空分布格局的影响机制存在差异。蓄水期间，御临河生态调节坝主要通过物理拦截作用来影响河流DOC、POC的自然输移过程，对上游来水中DOC、POC浓度平均截留率分别为53.9%、27.9%，而对DIC、PIC影响较小。泄水期间，御临河生态调节坝对各形态碳素的影响机制除了直接的物理截留作用之外，其拦截蓄水作用导致的上游河段富营养化发展，也通过化学、生物过程间接地改变了水体碳素的空间分布格局。
对御临河CO2/CH4在沉积物、水体中的时空分布及水气界面的释放情况进行监测，结果表明三峡库区不同调度时期下筑坝对御临河CO2、CH4产排过程的影响机制存在明显差异。
蓄水稳定期间，生态调节坝主要通过阻断上游沉积物和水体营养物质的向下输移来影响沉积物CO2、CH4的“内源”产生，同时阻断溶存于水体的CH4向下游输移过程（对水体CH4的截留率达76%），进而影响其上下游CO2、CH4的大气排放量，对CO2、CH4在水柱中的垂向输移和消耗过程无明显影响。此时期水体CO2分压的主要影响因子是沉积物CO2浓度水平与水体微生物代谢强度，水体CH4浓度的主要影响因子是N、P营养盐和有机质浓度；水体CO2、CH4均以水-气界面分子扩散的形式排放至大气，排放量的主要影响因子是水温和表层水体CO2、CH4浓度。
泄水稳定期间，御临河生态调节坝对水体及其生源物质的拦截使其上下游河段水文条件和生境特征产生巨大差异，显著影响了御临河CO2的内源产生、河流沿程及水柱垂向输移、光合作用消耗及水-气界面排放的产排全过程；显著影响了CH4的沉积物产生、水柱垂向和河流沿程输移、水体溶存CH4氧化消耗、冒泡释放和水气界面分子扩散释放的产排全过程。此时期水体CO2分压主要受水体Chl-a和SRP浓度影响，而水体CH4浓度受河流流量、水温、CH4的环境排放方式（冒泡扩散）及河流外源CH4径流输入等多因素共同影响。此时期CO2主要以水气界面分子扩散形式（diffusion）排放至大气，排放量主要受沉积物CO2浓度水平与水体微生物代谢强度影响；而CH4主要以冒泡释放形式（ebullition）排放至大气，排放量受河流水深、流速及沉积物CH4浓度共同影响。