Dammen worden traditioneel beschouwd als uitstoters van broeikasgassen in grote rivieren. Een team van de Peking University of China heeft deze perceptie echter verstoord, gebaseerd op het hele systeemdenken dat wordt toegepast op de Three Gorges Dam (TGD) aan de Yangtze-rivier in China.

Deze studie wordt geleid door professor Jinren Ni. "We hebben meer dan acht jaar besteed aan het voltooien van dit werk", zegt Ni. Het team gebruikte gedurende 25 jaar 30 waterkwaliteitsindexen en mat broeikasgassen (BKG's) langs 4.300 km van de Yangtze-rivier. Enorme datasets en datagestuurde modellen werden tot stand gebracht met behulp van machine learning-tools voor broeikasgassen in rivieren. Dit onthulde het effect van de initiële uitstoot van BKG's op ongerepte rivierecosystemen en leverde een betrouwbare methode op voor een robuuste beoordeling van de verandering in BKG's veroorzaakt door dammen.

Sinds de start in 2003 heeft de TGD het carbonaatevenwicht in het reservoirgebied veranderd, de methanogenese in het stroomopwaartse gebied verbeterd, maar de methanogenese en denitrificatie beperkt door het aanpassen van anoxische habitats door middel van langeafstandsonderzoek in het stroomafwaartse gebied. Het is noodzakelijk om zowel de stroomopwaartse als de stroomafwaartse stroomgebieden mee te nemen bij het onderzoeken van de tijdruimtelijke reikwijdte van "grote dameffecten" van de TGD.

Er werd een kwantitatieve scheiding ontdekt tussen nieuwe emissies als gevolg van opstuwing en exploitatie van de TGD en ongerepte emissies die van nature voorkwamen vóór de aanleg ervan. Dit leidt tot de onverwachte bevinding dat de TGD heeft geleid tot aanzienlijke reducties in de jaargemiddelde uitstoot van CO₂ , CH₄ , en N₂ O in de Yangtze-rivier. Met behulp van een benadering van het hele systeem stelt het team vast dat de impact van TGD zich duizenden kilometers stroomafwaarts langs de Yangtze-rivier uitstrekt, ver voorbij het stuwmeer en de directe omgeving (waarbij in de meeste eerdere studies alleen rekening werd gehouden met het laatste). "Hun aanpak is gebaseerd op de logica dat een volledige boekhouding van de gevolgen van de dam voor broeikasgassen de volledige invloedssfeer van de dam zou moeten omvatten. Deze methode leidde tot het resultaat dat de emissies in het water zijn afgenomen in plaats van toegenomen sinds de dam in bedrijf werd genomen." zegt professor Emily Stanley van de Universiteit van Wisconsin-Madison.

Als schone energiebron kan waterkracht helpen om de afhankelijkheid van traditionele fossiele brandstoffen (zoals kolen, olie en aardgas) te verminderen en de uitstoot van broeikasgassen aanzienlijk te verminderen. In de afgelopen jaren hebben sommige onderzoekers gesuggereerd dat dammen de uitstoot van broeikasgassen door rivieren zouden verhogen. Deze kwestie kreeg hernieuwde aandacht, wat tot veel discussie leidde over veranderingen in de uitstoot van broeikasgassen voor en na de TGD-operatie. Door een panoramisch zicht te bieden op CO₂ , CH₄ , en N₂ O fluxen langs de Yangtze-rivier, de huidige studie helpt bij het beslechten van het debat over broeikasgassen veroorzaakt door grote dammen. Volgens professor Ni "betekent dit dat de TGD de vermindering van de uitstoot van broeikasgassen faciliteert, zelfs als we de enorme voordelen van de vermindering van broeikasgassen door de vervanging van fossiele brandstoffen door waterkracht buiten beschouwing laten."

Analyse van het hele systeem biedt nieuwe inzichten in de uitstoot van broeikasgassen veroorzaakt door de werking van grote dammen, die essentiële voorwaarden zijn om hun implicaties voor de biogeochemische cycli van grote rivieren te begrijpen. Zoals professor Stanley opmerkt:"Hoewel TGD uniek is in zijn omvang, is het onwaarschijnlijk dat het uniek zal zijn in de schaal en reikwijdte van zijn invloed."