生产者是生态系统中最基础的部分，它包括以植物为主的各种以简单无机物为食的自养生物。在生态系统的碳循环中，生产者的光合作用是碳元素从大气进入生态群落的主要途径，这一过程能够将碳吸收固定到植物体内，有效降低大气中的二氧化碳浓度。

为增加生产者的碳汇，农田水利建设、水源工程建设、水系生态建设等多个方面都有着极大的潜力。一方面，在推进集水灾害防控、水资源调配、水生态保护功能为一体的国家水网建设过程中，采取灌区配套设施建设、灌区节水改造、小流域综合治理、淤地坝建设、水源工程建设等多种方式能够有效改善水资源时空分布不均问题，增加雨洪水资源的利用量，使作物的水源条件得以改善，实现农田旱能浇涝能排的有效灌溉，进而使得单位面积的作物量有效能加，提高农作物的整体碳汇量。另一方面，通过水生态修复、加强水源涵养区和湿地的保护，能够有效提升植被覆盖率，大气中更多的二氧化碳被乔灌草植被的光合作用固定，有效地中和二氧化碳的排放。

人类社会经济活动的干扰是二氧化碳含量增加的主要因素之一。为有效降低碳排放量，应在水利工程征地拆迁、移民安置、航运等多个涉及水利的社会经济活动中深入贯彻绿色发展理念，遵循统筹兼顾、和谐发展的理念，开展生态友好型和资源节约型的规划设计，通过实现低的水资源消耗、水污染和污水排放，降低供水、水处理和污水处理所需的能源资源消耗，从而减少因人为原因而产生的二氧化碳排放。此外，水利工程建设时也应注重水域环境的改善，采取建造适宜观赏且可供当地居民休闲健身的水域景观的方式，引导居民践行低碳环保的生活理念，重塑人水关系，以节约用水为中心逐渐提升居民的低碳生活意识。

微生物在碳循环中扮演着分解者的角色，它能够加快生态系统的碳循环的速度，将消费者的遗体和排泄物或转化成二氧化碳释放到大气中，或转化成碳酸盐被植物所利用，或转化为含碳物质经长时间沉淀形成煤炭等化石能源。河流湖泊中微生物的种类和含量与水体的温度、溶解氧浓度等因素直接相关，然而工程建设时不可避免地会因拦蓄、调水等改变水体的水文情势，造成原有水体水温、水质的变化。因此在水利工程建设时要深入、细致、科学地开展水利规划、设计工作，充分考虑环境的承载能力，深入研究水文情势变化对微生物的影响，保护生物多样性，发挥微生物的生态修复功能，进而减少因水环境污染和污水治理产生的碳排放，增加河流湖泊生态修复后的碳汇能力。除此之外，铁细菌、硫酸盐还原菌等微生物还会在一定程度上加速水利工程中钢铁结构的电化学腐蚀。因此，在水利工程建设时，应合理选用金属构件，定期进行防腐保护工作和病险水库、水闸的除险加固工作，延长水利工程的使用寿命，减少因水利工程建设原材料的使用而产生的碳排放。