我國環境流量適應性管理框架構建初探

馬赟杰，黃 薇，霍軍軍

（長江科學院水資源綜合利用研究所，武漢 430010）

我國環境流量適應性管理框架構建初探

馬赟杰，黃 薇，霍軍軍

（長江科學院水資源綜合利用研究所，武漢 430010）

回顧了我國環境流量研究的發展歷程，梳理了我國環境流量管理現狀，構建了我國環境流量管理框架，揭示了我國環境流量管理的不足。為解決這些不足，引入了適應性管理的概念，并簡要介紹了適應性管理概念的由來及發展過程。借鑒南非賽比河環境流量適應性管理實例，構建出我國環境流量適應性管理的框架。研究認為：環境流量適應性管理更符合我國環境流量的管理需求，對維持河流的完整性和水生生物多樣性具有重要意義。

環境流量；適應性管理；直線過程；循環過程

1 概 述

我國對環境流量問題的研究歷史不長。在20世紀70年代末才開始探討河流最小流量問題，主要集中于最小環境流量確定方法的研究，《長江流域片生態環境需水量初步研究報告》是其典型代表［1］。長江流域水資源保護局在20世紀70年代末期至80年代初期開展的三峽工程生態與環境評價中，就很關注水生生物與徑流條件的關系，對三峽工程對魚類、特別是珍稀魚類和四大家魚的影響作了系統評價。黃河水利委員會在20世紀80年代編制的《黃河水資源利用規劃報告》和《黃河水資源保護規劃報告》中提出了一些重要斷面的最小控制流量。1988年，長江流域水資源保護局方子云主編的《水資源保護工作手冊》已提出要把河流維持流量作為合理利用河流和維持河流功能的標記。到20世紀90年代，隨著研究的深入，我國環境流量的研究取得了豐碩的成果。我國學者開展了一系列針對河流環境流量的研究工作，特別是干旱、半干旱地區的河流水系環境流量研究。

但我國的環境流量研究更多的停留在學術上，很少與應用管理相結合。導致研究和管理脫節，大量優秀的研究成果應用不到實際中來，河流所需的環境流量得不到保障。所以，我國環境流量亟須良好的管理。

2 我國河流環境流量管理現狀

我國沒有法律法規明確地提到河流的環境流量應該控制在什么范圍內才比較合理，才有利于維持河流的完整性和水生生物多樣性。但我國正在嘗試對河流的環境流量進行管理，如：新《水法》明確規定“開發、利用水資源，應當首先滿足城鄉居民生活用水，并兼顧農業、工業、生態環境用水以及航運等需要。”目前剛完成的全國水資源綜合規劃中，在計算地表水可利用量時明確首先要扣除河道內環境流量，將生態環境用水作為水資源配置的重要內容。2007年通過的《水量分配暫行辦法》規定“水量分配應當統籌安排生活、生產、生態與環境用水”。水利部組織編寫的《建設項目水資源論證導則》，規定了涉水工程必須保證最小下泄流量的有關要求；《全國水資源綜合規劃》中提出了河流生態環境需水量的具體要求；水利部組織編寫了《河道內生態需水評估導則》。

除了全國性的法律法規提到環境流量管理，一些省市，也對環境流量管理做出了有益嘗試。

2008年8月，廣東省人民政府辦公廳在《廣東省東江流域水資源分配方案》［2］中也提到了“控制斷面最小流量指標”。在該方案中，對重要控制斷面水量（最小下泄流量）和水質控制指標提出了約束條件，并制成表格嚴格實施。2009年8月，福建省環保廳出臺了《福建省水庫最小下泄流量在線監控中心系統建設方案》［3］。政府通過在線監控水庫下泄流量這一方法，對河流環境流量予以保留，保證了河流正常的生態環境需水，使河流能更好地發揮作用。

陜西省水利廳出臺了《陜西省水利廳關于農村水電站保證最小下泄流量有關問題的通知》［4］，以最大程度減小農村水電站對生態等方面的負面影響。《通知》中明確規定，維持水生生態系統穩定所需最小水量一般不應小于河道控制斷面多年平均流量的10%（當多年平均流量大于80 m3／s時按5%取用）。同時，在農村水電站的規劃、設計、建設、運行的整個過程都應考慮環境流量。

海南省制定了《海南省萬泉河流域生態環境保護規定（草案）》［5］。在規定的第二十五條中，明確提出“在流域內新建大中型水庫、水電站等其他蓄水工程，應當進行環境影響評價，確定水閘最小下泄流量。已經確定的最小下泄流量不得擅自減少”。而在第三十五條中，明確了不保證最小下泄流量將受到的懲罰。

圖1 我國環境流量實施過程圖Fig.1 Process of the implementation of environmental flow management in China

3 我國環境流量管理框架和缺陷

通過各省的環境流量管理措施可以看出，我國環境流量的管理是一種自上而下逐級分解的直線過程：

（1）首先我國環境流量管理主要面向有項目建設需求的河流和一些主要的河流，并非所有河流。而管理方式采取集權制，公眾幾乎不參與環境流量的管理，主要還是政府主管部門和少數的利益相關者，如長江環境流量的管理主要是長江水利委員會、三峽開發總公司等少數幾個利益相關者。

（2）其次，政府主管部門假設對環境流量的認知足以實現預測，并可以制定出與之相宜的管理方案［6］。一般采用幾種常用的方法來規定主要河流的環境流量，如：Tennant法、Q95，7Q10等；少數比較特殊的河流，會根據實際情況，計算出相應的環境流量，如：陜西省針對小水電開發規定當多年平均流量大于80 m3／s時下泄流量按5%取用。

（3）然后設計方案，方案設計基本由部分政府機構和少數大型的科研院所參與。設計完方案并經過論證后，政府主管部門以行政命令的形式自上而下層層要求實施。部分環境流量方案的實施情況是有監測的，但大部分是沒有的。具體的實施過程如圖1所示。

這種管理方式下，政府對實施方案的投資、建設、運行有較強的控制力，見效快、效率高、節約資源。但也有很多缺陷：首先環境流量的管理是政府行為，還更應該是公眾行為，廣泛的公眾、基層單位及科研力量的參與，能夠對環境流量的認知及實施起到非常重要的作用；其次對環境流量的科學認知是一個長期的過程，不可能一蹴而就，對各種方法下環境流量實施的響應具有很高的不確定性；然后政府主管部門對于環境流量的實施是剛性的，彈性不足，對于環境流量實施的效果反應緩慢；而大部分方案缺少監測體系，方案實施沒有監督，很有可能使得前期的大量工作達不到預期效果甚至變得沒有意義。

4 適應性管理和國外適應性管理案例

4.1 適應性管理

適應性管理可以很好地彌補我國環境流量管理存在的缺陷。

適應性管理（adaptive management，AM），也稱為適應性資源管理（adaptive resource management，ARM），是一個面對不確定性因素時結構的、反復的最優決策過程，目的是隨著時間的推移通過系統監測來減少不確定性。這樣，無論是被動的或主動的決策過程都將最大化一個或多個資源目標，同時增加提升未來管理所需的信息［7］。

適應性管理概念的由來可以追溯到20世紀初，由Frederick Taylor所倡導的科學管理思想（Haber 1964）。英國Columbia大學的生態學家C.SHolling（1978）和C.JWalters（1986）進一步發展了適應性管理的概念，他們區分了被動管理和適應性管理。普林斯頓大學著名物理學家Kai Lee，在20世紀70年代末至80年代初攻讀加州大學伯克利分校的博士后學位時，擴展了適應性管理的概念。在C.S.Holling成為奧地利維也納國際應用系統分析研究所（IIASA）主管后，適應性管理得到進一步發展。

適應性管理最成功的應用之一是北美的水禽收獲管理（waterfowl harvestmanagement），尤其是野鴨（Johnson et al，1993；Nichols et al，2007）。2000年美國農業部林業服務部門和美國農業部動植物健康調查服務部門一起開發了一項適應性管理戰略，內容為管理關于蒙大納地區依據不同生態系統條件波動的野牛數量。Sonoita流域合作計劃（Sonoita Valley Planning Partnership），是一項由具有共同志向的志愿協會成員、當地代表、使用者團體等組織和個人發起的項目。項目包括42 000英畝亞利桑那州Las Cienegas國家保護區內的公共區域。合作的目標是使農村草地得到應用的同時保護生態系統功能，實現可持續性發展。經過近15年的研究、談判、妥協和生產世界級的EIS，實施適應性管理程序運作的格倫峽谷大壩已成為現實［8］。

4.2 賽比河環境流量適應性管理

鑒于河流恢復工作的復雜性，國外的環境流量管理普遍采用“邊干邊學”的“適應性管理”。其中成功的案例很多，如：澳大利亞昆士蘭省的布里斯班河，流經墨美邊境的SanPedro河，流經南非Kruger國家公園的賽比（Sabie）河，等。

以與我國情況較為接近的賽比河為例。賽比河向東流經南非境內非常著名的國家公園Kruger，然后匯入莫桑比克境內的Incomati河，最后注入印度洋。在這里可以看到許多動物，河邊上有種類繁多的植物群落，河里有45種魚類。

但是在此地區，人們毀掉了原來本地特有的草地，大量種植了耗水量更大的澳大利亞桉樹和松樹經濟林，導致賽比河的平均徑流量減少了至少15%；在上游地區，原來大面積荒蕪的土地已被開發成香蕉園和芒果園；旅游開發商為吸引游客正在興建一些新的旅館和公寓；為安置貧困的黑人重返家園，政府正在建立新的村莊，開辟種植小米和玉米的土地。這種人類不斷增長的用水需求，正日益危害著賽比河的生態系統的健康。

由地方有關團體以及國家和省級政府有關機構的代表組成的新“流域管理機構”，邀請流域居民、Kruger國家公園的管理者和科學家們舉辦了一系列的聽證會，制定了遠期目標、近期管理目標和管理任務。遠期目標體現了利益相關者的共同利益；近期目標把遠期目標展開、細化，使得管理者、政治領導以及其他決策者能夠更清楚地了解管理工作的預期效果；而管理任務則是一系列為了維持重要生態指標所需要的數字，它為水管理者指明了具體的工作目標。科學家們通過監控這些生態指標，就能告訴河流管理人員，其管理工作是否得當。

1989年以來，科學家們通過觀察枯水期或洪水期沿河生物的生活情況，了解到哪些生物“熬過來了”。他們利用交叉學科（包括水文學、地形學、魚類生物學、植物生物學、野生生物學等）的專家經驗開發了賽比河生態系統概念性模型。還通過計算機模擬來確定自然生態系統開始崩潰的臨界值。但科學家們至今并不認為自己開發的生態模型是100%正確的，他們常常把這些管理任務數字稱為“也許應予關注的臨界值”［9］，隨著科學技術的進步和對監測結果的分析，原來制定的賽比河管理任務應作相應的調整。

科學家們帶著研究成果，會見公園管理人員以及河流的水資源規劃人員，讓大家分享這些成果。這些研究成果在設計賽比河Injaka水庫時派上了用場（Injaka水庫于2001年完工）。在比選方案時，生態科學家們認為，其中的“最大限度用水方案”將會大大減少下游水量，造成河道在枯水期多處斷流，必將導致嚴重的生態后果。他們建議考慮“有限用水方案”。此方案只減少基流23%，消減洪峰流量16%，因此該方案符合賽比河任務管理的標準。

賽比河的案例表明，在環境流量管理中，只有讓更多的利益相關者參與進來，才能保證環境流量目標得到及時、足量地落實。同時通過適應性管理，不斷調整管理任務，來滿足近期目標從而達到遠期目標。

5 我國環境流量適應性管理框架構建

國外的環境流量適應性管理有很多地方值得我國借鑒，我國環境流量的管理結構應該形成一個循環過程，而非直線過程，形成我國的環境流量適應性管理，具體的實施過程如圖2所示。

圖2 我國環境流量適應性管理實施過程圖Fig.2 Process of the im plementation of adaptive managem ent of environm ental flow in China

根據我國的國情，政府主管部門目前只能對有項目建設需求的河流和我國主要的河流進行環境流量管理。首先，政府主管部門需要評估河流所需的環境流量；其次，由部分政府機構和科研院所參與設計方案；然后，政府主管部門以行政命令的方式從中央到地方、從省一級到市（縣）一級層層下發，要求地方實施。到這一步為止，我國環境流量管理都是健全的，而且是正在規劃或實施的（見圖2虛線框）。

我國環境流量適應性管理較為關鍵的一個環節是：監測環境流量的實施過程。目前，我國環境流量的實施方案中只有部分有監測要求，大部分都是只有行政要求，沒有實際的監督。這就無法確定環境流量方案的優劣和實施效果，也無法進行環境流量適應性管理。

適應性管理是基于一個科學的假設：所有的認知是一個不斷完善的過程，對一個事物的理解是不完全的，這區別于我國目前對環境流量的認知假設（假設對環境流量的認知足以實現預測，并可以制定出與之相宜的管理方案）。所以在監測的過程中，一方面，會發現新問題、新知識。此時，有利于加深對環境流量的科學認知，接著更深層次的科學認知會影響管理機構作出新的判斷，從而重新評估河流所需的環境流量，同時，根據新的認識和新的評估相應對設計方案進行調整。另一方面，對監測結果得到的數據進行整理、分析，可以看出實施方案之后產生的效果、響應。根據得到的結果，管理部門可以將其與預期目標比較，根據需要修正目標或者保持原目標。接著，需要重新評估河流所需的環境流量，同時調整設計方案，以使調整之后的方案更好達到修正之后的目標或者原來預期的目標。

適應性管理要求更為廣泛的公眾、基層單位及科研力量參與，這有助于環境流量的認知及實施，使對環境流量的認知更為全面系統、實施更加有保障。雖然政府行為更加有效率，能夠集中資源辦大事，但政府的影響范圍并不全面，大眾的參與將使這種范圍更為廣泛。

公眾和基層單位的參與和管理機構是相互激勵影響的，一方面，管理機構征求公眾的意見，讓公眾參與到環境流量的管理中去，公眾可以很好地理解政府行為，并為環境流量的管理做出不可估量的貢獻，這一點在很多國家的環境流量管理中已經體現出來；另一方面，公眾的參與可以告訴管理機構大眾的需求，使管理機構考慮環境流量預期目標時更為全面。基層的參與意見對河流環境流量的評估也有促進作用，基層科研力量相較于參與設計方案的部分政府機構和科研院所而言，他們涉及的領域更為寬泛，考慮問題更為全面，環境流量本身就是一個跨學科的課題，涉及水文學、水力學、水生態學等學科，所以對環境流量的評估有促進作用。同理，公眾的參與可以改進設計方案。另外，讓公眾了解環境流量的實施效果也很有好處，一方面，公眾可以了解政府的這項行為的過程、效果，了解自己身邊的河流是否處于健康的狀態，并根據實施的效果去分析原先方案的優劣，自身哪些方面可以參與到改善和保護河流；另一方面，實施的效果也會告訴公眾河流的環境流量應該處于什么狀態，目前在什么狀態，政府的管理都起了什么作用。

6 結 論

環境流量適應性管理相較于我國現行的環境流量管理有很多優點：監測環節的保證，能夠讓環境流量的方案實施更有保障，是環境流量管理非常重要的一個環節；而認識到對環境流量認知是一個不斷完善、不斷學習的過程，能夠不斷去發現、解決新問題，從而使環境流量管理更加適合現實情況；廣泛的公眾、基層單位及科研力量參與，使對環境流量的認知更為全面系統、實施更加有保障。因此，環境流量適應性管理更符合我國環境流量的管理需求，對維持河流的完整性和水生生物多樣性具有重要意義。

我國的環境流量管理較為復雜，本文只對我國環境流量適應性管理框架構建進行了初步的探索。對我國環境流量管理更為深入的認知，需要在今后的研究與實踐中不斷的完善和補充。

［1］ 長江流域水資源保護局.長江流域片生態環境需水量初步研究報告［R］.武漢：長江流域水資源保護局，2006.（Yangtze River Water Resources Protection Bureau.Report on the Study of EcologicalWater Demand in Yangtze River Basin［R］.Wuhan：Yangtze River Water Resources Protection Bureau，2006.（in Chinese））

［2］ 廣東省人民政府辦公廳.廣東省東江流域水資源分配方案的通知［EB／OL］.廣東省人民政府，（2008－08－18）［2011－09－28］.http：／／www.gd.gov.cn／govpub／zfwj／zfxxgk／gfxwj／yfb／200903／t20090302＿86801.htm.（People’s Government of Guangdong Province.Note on Issuing Water Resources Allocation Scheme in Dongjiang River Basin in Guangdong Province［EB／OL］.People’s Government of Guangdong Province，（2008－08－18）［2011－09－28］.http：／／www.gd.gov.cn／govpub／zfwj／zfxxgk／gfxwj／yfb／200903／t20090302＿86801.htm.（in Chinese））

［3］ 福建省環保廳.關于做好水電站最小下泄流量監控數據聯網上傳工作的通知［EB／OL］.北京市環境保護檢測中心，（2010－4－27）［2011－09－28］.http：／／www.fjepb.gov.cn／common／View.aspx？mid＝97＆id＝6826＆back＝1.（Fujian Provincial Environmental Protection Department.Notification on Uploading Monitoring Data of Minimum Discharge of Hydropower Stations［EB／OL］.Environmental Protection Monitoring Center of Bei-jing Municipality，（2010－4－27）［2011－09－28］.http：／／www.fjepb.gov.cn／common／View.aspx？mid＝97＆id＝6826＆back＝1.（in Chinese））

［4］ 陜西省水利廳.關于農村水電站保證最小下泄流量有關問題的通知［EB／OL］.中國農村水電及電氣化信息網，（2007－10－8）［2009－9－28］.http：／／www.shp.com.cn／news／info／2007／10／8／915024115.html.（Shaanxi ProvincialWater Resources Department.Notification on Ensuring Minimum Discharge of Rural Hydropower Stations［EB／OL］.Website of Chinese Rural Hydropower and E-lectrification，（2007－10－8）［2009－9－28］.http：／／www.shp.com.cn／news／info／2007／10／8／915024115.html.（in Chinese））

［5］ 海南省萬泉河流域生態環境保護規定（草案）［EB／OL］.海南省人民代表大會常務委員會，（2009－4－13）［2009－9－28］.http：／／www.hainanpc.net／zwgk／news＿zw.asp？newsId＝38524.（Regulations on Eco-environmental Protection in Wanquan River Basin in Hainan Province（Draft）［EB／OL］.The Standing Committee of Hainan Provincial People’s Congress，（2009－4－13）［2009－9－28］.http：／／www.hainanpc.net／zwgk／news＿zw.asp？newsId＝38524.（in Chinese））

［6］ 劉小峰，盛昭瀚，金 帥.基于適應性管理的水污染控制體系構建——以太湖流域為例［J］.中國人口·資源與環境，2011，21（2）：73－78.（LIU Xiao-feng，SHENG Zhao-han，JlN Shuai.Construction of an Adaptive Management-Based Water Pollution Control System：A Case Study of Taihu Lake Basin［J］.Chinese Journal of Population Resources and Environment，2011，21（2）：73－78.（in Chinese））

［7］ Adaptive Management［DB／OL］.Wikipedia，（2009－9－30）［2011-10-10］.http：／／en.wikipedia.org／wiki／A-daptive＿management

［8］ 劉 芳.山東省水資源適應性管理及其評價研究［D］.濟南：山東大學，2009.（LIU Fang.Adaptive Management of Water Resources in Shandong Province and Its Evaluation Study［D］.Ji’nan：Shandong University，2009.（in Chinese））

［9］ POSTEL S，RICHTER B.河流生命——為人類和自然管理水［M］.武會先，王萬戰，宋學東，譯.鄭州：黃河水利出版社.2005.（POSTEL S，RICHTER B.Rivers for Life：Managing Water for People and Nature［M］.Translated by WU Hui-xian，WANG Wan-zhan，SONG Xue-dong.Zhengzhou：Yellow River Conservancy Press，2005.（in Chinese） ）

（編輯：曾小漢）

Prelim inary Study on Building the Framework of Adaptive M anagement of Environmental Flow in China

MA Yun-jie，HUANGWei，HUO Jun-jun
（Water Resources Department，Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

In a review on the development of environmental flow management in China，the status quo is introduced，themanagement framework is presented and the shortcomings are revealed.To address these deficiencies，the concept，origin and developmentof adaptivemanagement are introduced.With Sabie River in South Africa as a reference，a framework for China’s adaptivemanagement of environmental flow isworked out.It’s concluded that the adaptivemanagement of environmental flow is essential tomaintain the integrity of rivers and aquatic biodiversity，and ismore suitable for environmental flow management in China.

environmental flow；adaptivemanagement；linear process；cycle

TV213.9

A

1001－5485（2011）12－0088－05

2011-10-20

水利部公益性行業科研專項（200901012）

馬赟杰（1987-），男，江蘇鎮江人，碩士研究生，主要從事水資源優化配置研究，（電話）13419544293（電子信箱）fxsh2005＠163.com。