湿地对全球气候变化的影响表现在两个方面。一是在温室气体 （尤其是碳化合物）的固定和排放；一是在物理上缓冲区域气候变化影响方面的作用。湿地萎缩将导致区域水汽减少，沙化和荒漠化面积增加，区域气候的干旱化趋势加速。如玛多县的扎陵湖和鄂陵湖是孕育黄河的主要湖泊，气候变暖和人类活动的影响导致其水位下降了 2 ～ 3m，湖岸线向内收缩了 20 ～ 30m，直接影响了黄河源头来水和区域内的气候调节，加剧了气候朝燥热方向发展的趋势。

湿地具有“碳汇”的功能。由于湿地在厌氧条件下，极大限制了营养物质的转化和有机物质的分解，所以尽管初级净生产量很低，但碳的储量仍不断增加，湿地对于二氧化碳、氧化亚氮和甲烷等温室气体的固定和释放发挥着重要的“开关”作用，而且湿地吸收碳的能力远远高于森林。所以湿地，尤其是泥炭地碳的循环对于全球气候变化具有重要的意义。据估计，全球共有泥炭地面积 3985 万 hm²，每年积累碳素总量为 9850 万吨。中国现有泥炭地的面积达 73.83 万 hm²，若按照每年积累 0.7mm 计算，一年可以积累 420万吨碳。高原泥炭湿地是温室气体（碳）的储存库，如若尔盖高原泥炭储量估计在 10 亿～40 亿吨。天然湿地环境下，土壤温度低，湿度大，微生物活动弱，土壤呼吸释放的二氧化碳速率低，湿地是碳循环的汇。湿地中的泥炭暂不参与大气中的二氧化碳的循环，泥炭的堆积有助于降低二氧化碳的转化速度，减缓人类活动造成的大气二氧化碳浓度的增加。同时湿地也是温室气体的重要释放源。湿地中有机残体的分解过程中产生大量的气体，其中最重要的是二氧化碳和甲烷。这些气体绝大部分都直接进入大气中。如果温度升高，降雨减少或土地管理措施（如开垦为农田或草场）引起湿地土壤的变化，打破了碳的氧化速度和泥炭积累之间的平衡，这些碳库就会源源不断地向大气层释放大量的二氧化碳和其他温室气体。如最近几十年，由于全球气候变化和人为活动等原因，若尔盖高原泥炭地已出现大面积的退化，并造成碳素的大量释放，使湿地由二氧化碳的汇向源转变，从而就改变了湿地碳循环的模式，对大气中二氧化碳的浓度可能有潜在的影响。如果湿地中的碳全部释放到大气中，无疑会提高大气温度，使海平面上升。事实上，从工业革命到 1980 年，由于改造湿地，而造成 66 亿～ 81 亿吨碳从泥炭地中释放出来，平均每年转化 1.8 亿～ 2.7 亿吨。科学家作为估算，如果把全球的沼泽地全部排水疏干，储存在湿地中的碳就会很快从湿地中逃逸，其释放量相当于目前森林砍伐和化石燃料燃烧排放量的35％～50％。这意味着温室气体将比目前增加 50％左右，由此将大大加剧全球气候变化的速度。

在高北纬和高海拔地区广泛分布的寒区湿地是大气甲烷的重要源之一。这些湿地特别是泥炭地和下伏多年冻土储存和束缚了大量的有机碳。寒区泥炭湿地的形成与多年冻土层的存在相依为命，既然多年冻土层相当于不透水层能够保持湿地水分，形成强还原环境，再加上外界低温，这些条件抑制了有机物的分解，而不断发生累积，形成深厚的泥炭层。气候变暖会导致寒区湿地中甲烷的形成过程和排放过程发生显著的变化。如土壤温度升高和冻土层融化可能释放大量的有机物使甲烷排放量增加，导致寒区湿地土壤这一巨大碳库受损，以气态碳形式进入大气圈的碳如甲烷、二氧化碳等温室气体又会加剧全球变暖的趋势。中国科学院的专家在黄河源区的花石峡冻土站进行了甲烷排放观测研究，并取得了初步的研究成果。研究结果显示该区的地表温度为0.7℃，多年冻土强烈退化；生长着不同植物群落的湿地，甲烷排放率存在很大的差异，其中，每平方米潮湿的嵩草草甸中甲烷的平均每天排放为 44.31mg，每平方米毛柄水毛茛湿地中甲烷的平均每天排放为 63.43mg，每平方米杉叶藻湿地中甲烷的平均每天排放为－ 0.28mg，每平方米热融滑塌次生湿地中甲烷的平均每天排放为 45.94mg。根据化石峡的观测结果，以青藏高原湿地面积为 13.3 万平方千米计算，估计青藏高原高寒湿地甲烷的年排放量约为 100 万吨。许多专家对全球天然淡水湿地甲烷年排放量的估计值范围在 10 000 万～ 20 000 万吨，平均值为 11 500万吨，而对北半球湿地年排放量的估计值多集中于2000万～4000万吨，这相当于全球的17％～35％的湿地甲烷排放量。由此看来，中国的青藏高原湿地具有显著的甲烷源的潜力。