１ 研究区概况

　　科罗拉多河源自美国科罗拉多州中北部落基山脉，流向墨西哥加利福尼亚湾，流域面积63.5万平方千米，产水区及98%的流域面积位于美国境内。科罗拉多河干流全长2320千米，下游有39千米长的美墨界河段，最下游145千米在墨西哥境内。

　　1.1 水资源利用情况

　　20世纪初期，在美国西部开发过程中出现了不断增多的农业用水冲突。为此，美国联邦政府主持科罗拉多河流域相关7个州开展反复协商，于1922年达成了科罗拉多河分水协议，水量分配指标合计185亿立方米。位于下游的墨西哥就科罗拉多河国家间用水权益划分与美国开展磋商，两国于1944年签订了《关于利用科罗拉多河、提华纳河及从得克萨斯州奎特曼堡到墨西哥湾的格兰德河（布拉沃河）水域的条约》（以下简称《条约》）。根据《条约》，美国每年从科罗拉多河分配给墨西哥的水量合计18.5亿立方米。当上游仍有富裕水量时，美方加大分配给墨方的水量，但总量不超过20.97亿立方米。《条约》签署前后，美国在科罗拉多河上中游建设了鲍威尔水库、胡佛水库（米德湖）等10个大型水库，总库容740亿立方米，约为科罗拉多河水资源量的4倍。美国加利福尼亚州、亚利桑那州、内华达州等地区建设了大量的供水工程和灌溉工程，充分利用了分得的水量份额。其中，加利福尼亚州南部的帝国灌区年均用水量为35亿立方米（1964-1996年平均），约占科罗拉多河年径流量的20%。

　　1.2 下游水量及生态状况

　　美墨两国签署的《条约》全面聚焦于水资源权益划分，科罗拉多河水资源主要用于城镇供水和农灌溉等，未涉及水质和生态方面内容。美国科罗拉多河历年出境水量表明，位于上中游的美国对科罗拉多河水量进行了充分的调控。除发生极端气候引发的流域性洪水之外，美国泄放给下游墨西哥的水量大多数年份都维持在约定的18.5亿立方米。科罗拉多河流入墨西哥的水量主要被用于城镇供水和农业灌溉。除了1983-1987年等少数特殊丰水年份外，科罗拉多河墨西哥境内下游河道和河口三角洲多处于干涸状态。特别是，自1998年起科罗拉多河三角洲连续15年干涸。

　　2 环境流泄放过程与效果

　　科罗拉多河环境流泄放的水量主要源于墨西哥因灌溉系统受地震影响而未能利用的水量。2010年4月，墨西哥下加利福尼亚州遭受地震，灌溉系统受到破坏，美墨两国在国家间边界与水委员会框架内签署318号备忘录，将墨西哥暂不能利用的水量份额存储于上游美国水库中。至2013年，墨方灌溉系统尚未完全修复。考虑到科罗拉多河三角洲干涸状态，在有关方关于环境保护的呼吁和非政府组织的撮合下，美墨两国开展环境流泄放合作。

　　2.1 环境流泄放的水量来源

　　根据第319号备忘录建立的美墨双方节水合作与水权转让机制称为“国际性节水及水权转让合作”。在此机制下，美国向墨西哥提供2100万美元资金，帮助墨西哥进行灌区节水改造和河道衬砌，减少渗漏损失；墨西哥则向美国一次性转让1.53亿立方米的水权。通过这项合作，墨方通过美方投资而得到了长期的节水收益，而美国投资方，即加利福尼亚州、亚利桑那州和内华达州的用水户则获得一次性水权收益。

　　美国从转让得到的水权中提供0.65亿立方米的水量开展生态流量泄放试验，墨西哥从存蓄在美国水库中的水量份额中提供0.65亿立方米的水量。双方合计提供1.3亿立方米环境流泄放水量，于2014年进行一次性下泄生态脉冲水量试验。此外，有关非政府组织还通过开展合作的方式承担另外0.65亿立方米的水量份额，作为2013-2017年之间的生态基流水量，从而使环境流泄放的总水量达到1.95亿立方米。由于生态基流水量的泄放时间过长而强度很小，生态环境效应并不显著。本文重点分析的环境流泄放试验是2014年开展的一次性下泄生态脉冲水量试验。

　　2.2 环境流泄放过程与主要结果

　　2014年3月23日至2014年5月18日，美墨两国实现1.3亿立方米的生态脉冲水量下泄，科罗拉多河下游河道恢复过流，水流直达科罗拉多河三角洲。美墨两国提前布置了对科罗拉多河环境流泄放的联合监测。2014年2月12日，美墨两国根据第319号备忘录成立了生态脉冲水量监测团队，包括管理组、水文组、植被和野生动物组、三角洲下游组、遥感组等5个工作组。工作组由国际边界与水委员会双方分部和研究机构、大学、环保组织等共同组成，负责研究根据第319号备忘录设计的生态水量下泄的实施效果和作用。各工作组的监测数据均表明峰值水量对生态环境产生了显著的改善作用。

　　2.3 取得的生态及社会效应

　　2.3.1 生态效应

　　科罗拉多河环境流下泄使得约1600公顷的旧河道被重新淹没，少量水流到达加利福尼亚湾河口三角洲。虽然对河口的水文和生态影响有限，但这是自1998年以来，河水首次到达加利福尼亚湾。由于渗漏率高，地表水流量和水量向下游逐渐减少，下泄的1.3亿立方米水量中有94%补给给土壤水和地下水。区域灌溉渠系统能够输送部分环境流下泄水，避开了部分高渗漏率的河流河段。泄流后河道周围局部地下水位上升了9米，但远离主河道地下水位所受影响逐渐减弱，地下水位在6个月内退回到环境流泄放前的水平。

　　环境流下泄不足以拓宽河道、冲刷或掩埋现有大量植被，莫雷洛斯大坝下游的前50 千米范围内发生1米或以下的轻微河岸侵蚀、河床冲刷和填充。在积极管理的恢复场地中，部分河岸原生树木得到有效恢复。根据Landsat图像NDVI估算，与环境流下泄前相比，环境流下泄后沿河道和河漫滩平原的遥感植被绿色指数阶段性增加了16%。环境流下泄后的两年里，河岸带鸟类的丰度和多样性都有所增加，恢复区的多样性和丰度高于其他河岸带。

　　2.3.2 社会效应

　　科罗拉多河环境流下泄及其评估是一项异常复杂的政治、行政、科学和工程努力，科罗拉多河与加利福尼亚湾重新连接的象征意义大于生态效应。无论是调查、采访还是媒体报道，表明社会对环境流泄放的反应非常积极。

　　2014年3月27日，在第一次放水后的第三天，美墨两国举行了一场由利益相关者代表、公众和媒体出席的墨西哥和美国官员演讲仪式，环境流泄放象征着两国在水管理方面的新合作，两国表达的善意为未来的协议和流量奠定了基础，掌声、握手和媒体的关注形成了一种非常公开的社会反应。根据泄流后的社会反应评估随机调查显示，人们在不同性别、年龄组、教育水平和社会经济地位分类下，都有压倒性的积极反应。受访者列举了环境流下泄的娱乐、环境、旅游、渔业和农业效益。环境流泄放创造的娱乐资源是意外得到的短期效益，当地居民在水中嬉戏，野餐，庆祝河水回归，照片和视频在社交媒体上迅速传播，从圣路易斯到华盛顿特区，再到墨西哥城，引起了公众和两国政府官员的共鸣。当地社区自发而热情的反应超出了两国谈判代表的预期，引起了政府官员的注意。

　　美墨国际边界与水委员会双方在2015年4月韩国水论坛等重大场合共同宣传为解决科罗拉多河生态流量进行的友好合作，展示负责任和合作的国际形象。美国国家公共广播电台和英国广播公司都报道了环境流量泄放，重点是环境流下泄的新颖性、实验性、可能的生态效益及其对美墨关系的价值。相关学者开展了大量研究，美墨环境流泄放试验一度成为热点。有学者也指出本次环境流泄放水量过小，相比于历史上科罗拉多河三角洲的流量来说是微不足道的。

　　3 影响因素分析

　　科罗拉多河环境流泄放合作较为典型地反映了水资源权益划分、经济社会发展需求、生态系统保护目标和监测与管理状况等因素对环境流下泄的影响，可为干旱区河流生态修复所借鉴。

　　3.1 水资源权益划分

　　科罗拉多河地处干旱半干旱地区，支撑经济社会发展和生态保护修复的各种用水之间的竞争十分突出。美墨两国的分水条约和美国各州之间的水量分配方案明确界定了各地区之间水资源开发利用边界。美墨双方开展的环境流泄放合作是在充分尊重水资源权益的基础上实现的。科罗拉多河环境流泄放水量的取得，一方面来自于由于墨方灌溉系统受损而未能使用的存蓄于美方的历史水量，另一方面来自于美墨双方开展节水合作而预期得到的未来水量。虽然下游河道和三角洲生态环境是本次试验的受益对象，但就水资源权益来看，下游生态并不因此次环境流泄放合作而得到固定的水资源权益，美墨两方的水资源权益划分也并不应此次合作而受到任何影响。美墨双方提供用于环境流泄放的水量是无偿的，也是一次性的，并不因此次环境流泄放合作而承担继续开展生态修复试验的义务。

　　3.2 经济社会发展需求

　　科罗拉多河水资源主要被用于满足美国和墨西哥有关地区的城乡生活、农牧业、电力和工业等方面需求，对加利福尼亚州、亚利桑那州、内华达州等缺水地区的经济社会发展起到关键的支撑作用。但是，经济社会发展的用水需求也体现出一定的弹性和不确定性。经济社会用水需求的弹性主要体现在可以通过节水措施降低对水资源的依赖程度，而其不确定性可表现为受气候变化和意外情况影响下的用水波动等。美墨双方开展的“国际性节水及水权转让合作”以及“水量份额的跨国存蓄”等双边合作，通过发展资金和水权份额的置换以及工程调蓄能力的共享达到了双赢，体现了共享发展利益、通过发展解决保护问题的特点。

　　3.3 生态保护目标

　　科罗拉多河下游河道和三角洲干涸15年之久，客观上反映了美墨双方充分的水资源调控能力和依赖地区强烈的经济社会发展用水需求。在尊重水资源权益的基础上，美墨双方基于干旱区的实际情况，利用节水和水资源短期需求不足的契机，开展了此次环境流泄放生态试验。双方设定了目标栖息地得到短暂的生态修复、河水一次性到达入海口等目标，总体比较切合实际，并通过试验得到满足。此外，为了做好河岸带生态修复的准备工作，双方还在环境流泄放前开展了外来物种清除等一系列综合准备措施。未来，科罗拉多河生态保护修复目标需要双方共同协商，通过包括寻找新水源进行置换等措施进一步加强合作。

　　3.4 监测与管理

　　构建充分的水量监测与管理核算体系是环境流泄放合作得以有效实施及科学评估的基础。科罗拉多河流出美国边境的水量除了干流出境水量之外，还包括很多小渠道和灌区排水沟的水量。美墨双方在科罗拉多河下游边境地区建设运行了11个水文监测站，形成了完整的水量监测体系。双方逐年核算水量分配有关的径流、降雨、水库蓄水量、蒸发量，以及水质等数据。环境流泄放水量的取得就是建立在完整的监测与管理体系基础上的。为开展环境流泄放效果评估，双方还成立了专门的生态脉冲水量监测团队，取得了系统的监测数据。

　　4 结语

　　科罗拉多河环境流泄放合作是在干旱区河流水资源短缺背景下，美国和墨西哥基于墨方一侧灌区受到地震破坏和美墨双方开展节水合作等一系列特殊条件而开展的生态脉冲水量试验。该试验实现了科罗拉多河下游河道和三角洲在连续干涸15年之后首次过水，下泄水量的94%补给了河道土壤水和地下水，河岸带积极管理的恢复场地中原生树木得以部分恢复，河漫滩植被覆盖阶段性增加，河岸带鸟类丰度和多样性都有所增加。美墨两国政府、利益相关方、公众和媒体对环境流泄放合作的反应均非常积极，高度评价科罗拉多河与加利福尼亚湾重新连接的象征意义。针对该试验的影响因素分析表明，科罗拉多河环境流泄放合作中体现的对水资源权益的充分尊重、以发展利益共享为目标的合作合方案、基于现实的客观而有限的生态目标，以及对水循环各要素的充分监测与科学核算等特点，对干旱区河流生态保护和修复合作具有重要借鉴意义。