依据《重庆市科学技术奖励办法》以及《关于2024年度重庆市科学技术奖提名工作的通知》相关文件的要求，对2024年度重庆市科学技术奖申报项目进行公示，公示时间2025年2月14日至2025年2月18日。

一、项目名称

水库碳通量调控机制与水电碳足迹核算方法

二、主要完成人

李哲、李思悦、鲁伦慧、张媛媛、唐薇

三、主要完成单位及提名等级

1.中国科学院重庆绿色智能技术研究院

2.武汉工程大学

拟提名重庆市自然科学奖一等奖

提名人：夏军（中国科学院院士、武汉大学教授、地球科学专业）

四、项目简介

围绕水库百年尺度“净碳源/汇”科学命题，本研究集成多学科方法，构建“原位监测-模型耦合”技术体系，揭示长江梯级水库碳代谢机制及调控路径，取得以下创新成果：

1. 碳通量监测体系与数据库建设：创建大型水库多界面碳通量立体监测网络，研发动水条件碳通量原位监测技术，形成覆盖“水-气-沉积物”多介质的标准化观测流程。历时14年积累长江上游13万条碳通量数据，建成我国首个大型水库碳通量数据库，首次摸清了我国水库碳通量的“家底”，有力回应了《自然》期刊对我国大型水库温室气体排放的质疑。

2. “陆源-自源”代谢模式转变机制：揭示高强度人类活动驱动下水库颗粒有机碳呈现陆源（55%）与自源（45%）二元结构。发现库区中段存在陆源占比骤降（72%→42%）的分界效应，提出纵向梯度“陆源输入-自源生产”代谢模式转变理论。首次捕捉三峡涪陵-万州河段CH4浓度超均值40%的“热区”，其随调度在纵向百公里范围周期性迁移。阐明粗颗粒C（>50μm）与细颗粒P（<10μm）协同沉降通过调控C/N（+2.3）和C/P（-1.8）驱动CH4浓度激增58%，揭示“C-P耦合沉降”的双因子调控机制。

3. 微生物驱动的碳代谢网络：发现库区中段细菌多样性“高区”与CH4“热区”空间耦合规律，解析微生物群落“异养→自养”过渡中多样性提升对碳代谢稳定的调控作用。构建“藻-菌”互作网络拓扑模型，揭示营养梯度下“藻-菌”互作对CH4通量的非线性调控特征，提出陆源有机碳主导常规排放、富营养化自源碳触发极端排放事件的理论框架，确立通过水体富营养化防控实现“减污降碳”协同治理路径。

4. 多尺度碳核算方法学突破：开发“景观单元分区-通量途径量化-网格动态模拟”三位一体模型，证实水-气界面扩散占长江水库碳排放70%-90%。原创“淹没-阻隔-重建-消纳”四效应模型，通过机器学习量化长江水库“阻隔效应”主导净排放（48%），颠覆国际“淹没效应主导”认知。构建分层混合生命周期模型，揭示库底清理可削减5%碳足迹，阐明水库生态管理“减源增汇”的协同效益。

项目遴选的20篇论文在Water Research、Water Resources Research等TOP期刊发表，SCI他引800次，获夏军院士、倪晋仁院士等高度评价。主导编制《水库温室气体净排放量评估技术导则》等6项标准，主导核定了首个中国水电碳足迹因子（14.3±4.51 gCO2e/kWh），并成为国际互认官方基准值。作为核心专家参与IPCC清单修订及IEA国际导则编制，助力我国在全球水电碳核算体系赢得话语权。研究构建了从微观机制到宏观效应、从过程解析到标准制定的完整链条，为水利工程碳中和路径提供科学范式与技术支撑。

五、主要完成人情况表

李哲：第一完成人，研究员，工作单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，完成单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院。本项目负责人，负责制定项目总体方案，明确研究思路和创新突破点。对科学发现点1中的监测体系建立做出了主要贡献；在科学发现点2中，对水库中段CH4“热区”形成机制解析做出了创造性贡献；在科学发现点3中关于“藻-菌”代谢网络模型构建做出了主要贡献；在科学发现点4中，对方法学建立与“阻隔效应”定量解析做出了创造性贡献；是代表性论文1、5的第一作者，论文4、5的通讯作者。

李思悦：第二完成人，教授，工作单位：武汉工程大学，完成单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院。本项目中主要承担中国水库碳通量的大面分析，从流域的视角研究了河流-水库系统碳通量的时空异质性特征及其影响机制。对科学发现点1中的中国水库碳通量的全面评估做出了创造性贡献，对科学发现点2中关于流域土地利用与城镇化建设影响入库河流CH4通量的机制做出了主要贡献；是代表性论文2的第一作者；代表性论文3的通讯作者。

鲁伦慧：第三完成人，项目研究员，工作单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，完成单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院。在科学发现点3中，对长江上游筑坝河流微生物生物地理分布特征、微生物生态对水文条件的响应机制做出了主要贡献；对“藻-菌”微生物代谢网络模型构建及其对碳通量的影响做出了创造性贡献；是代表性论文1的通讯作者。

张媛媛：第四完成人，助理研究员，工作单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，完成单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院。在科学发现点2中，确立了长江上游不同来源颗粒态有机碳的稳定同位素“本土化”端元值，对颗粒态有机碳溯源方法建立做出了创造性贡献；是代表性论文4的第一作者。

唐薇：第五完成人，副研究员，工作单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，完成单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院。在科学发现点2中，对流域土地利用变化影响入库河流CH4通量的机制做出了创造性贡献；是代表性论文3的第一作者。

六、代表性论文专著目录

1. Zhe LI, Lunhui LU, Pingyu LV, Zengyu ZHANG, Jinsong GUO. Imbalanced Stoichiometric Reservoir Sedimentation Regulates Methane Accumulation in China's Three Gorges Reservoir. WATER RESOURCES RESEARCH. 2020, 56: e2019WR026447

2. Siyue LI, Richard T. BUSH, Isaac R. SANTOS, Quanfa ZHANG, Kaishan SONG, Rong MAO, Zhidan WEN, Xixi LV. Large greenhouse gases emissions from China's lakes and reservoirs. WATER RESEARCH. 2018, 147: 13-24.

3. Wei TANG, Y. Jun XU, Yongmei MA, Damien T. MAHER, Siyue LI. Hot spot of CH4 production and diffusive flux in rivers with high urbanization. WATER RESEARCH. 2021, 204: 117624.

4. Yuanyuan ZHANG, Youheng SU, Zhe LI, Shuhui GUO, Lunhui LU, Bin ZHANG, Yu QIN. Terrigenous organic carbon drives methane dynamics in cascade reservoirs in the upper Yangtze China. WATER RESEARCH. 2022, 219: 118546.

5. Zhe LI, Hailong DU, Yan XIAO, Jinsong GUO. Carbon footprints of two large hydro-projects in China: Life-cycle assessment according to ISO/TS 14067. RENEWABLE ENERGY. 2017, 114: 534-546