河流連結地球最大且重要的三個碳儲庫—陸地、海洋、大氣，見證這三個儲庫間物質與能量的交換與循環，並承載近地表生物地球作用與氣候、環境變遷所對應的各種效應。全球性的觀測資料統整與模型估算顯示，由陸域系統輸入至河域約達 3.1 Gton-C/yr，其中 0.03 Gton-C/yr 於汎濫平原、沖積扇、河岸埋藏，0.81 Gton-C/yr 輸出至海洋環境，絕大部分 (2.3 Gton-C/yr) 的碳皆以 CO2 形式排放至大氣。這樣溫室氣體排放的量體，約為燃燒石化燃料產生溫室氣體排放量體 (9.6 Gton-C/yr) 的 25%，於全球尺度的碳循環與氣候環境變遷，扮演十分關鍵的角色。

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河流與集水區的碳循環是高度動態且受多重機制所控制，連結地球最大且重要的三個碳儲庫—陸地、海洋、大氣，見證這三個儲庫間物質與能量的交換與循環，並承載近地表生物地球作用與氣候、環境變遷所對應的各種效應