第Ⅰ部分 背景及基本原理
第1章 绪 论
环境流量以水资源的公平分配与可持续性利用为重点关注对象。尽管其尚未得到充分的认识且存在未全面解决的问题，但环境流量这一概念已是水资源综合管理中的核心内容（Hirji and Davis，2009b）。环境流量不仅是水资源开发与环境保护博弈之间的中心问题，也是适应性响应气候变化及应对策略的有机组成部分。
事实上，关于环境流量的博弈本质上是如何公平分配水资源，即基本用水（通常需要投资）与维持群落和生物多样性的生态系统用水之间的分配博弈问题。此外，该博弈还包括两个深层次的含义：①需要认识到水资源开发存在一个阈值，当水资源开发超过该阈值时，生态系统功能可能受到不可逆转的损害；②以透明和合理的方式，系统地平衡人类社会不同用水的需求。
环境流量是维持水生态系统重要服务功能所需的水文节律，是水资源规划和管理领域实践的核心要素。目前，“环境流量”尚无统一定义，在本书中，环境流量是指“为维持人类赖以生存的水生态系统的组成、功能、过程及恢复力所需的水质、水量及发生时机。”（Nature Conser vancy，2006）。在一些国家，环境流量被视作是少数环境人士以牺牲稀缺的生产用水为代价换来的奢侈品。产生这种误解的主要原因是“环境流量”这个术语容易让人误认为环境用水需要牺牲人类生活用水和经济发展用水，或者产生因放任水资源流入大海而被浪费的错误认识❶。而实际上，环境流量是保障当代人类及其后代直接或间接利益的重要基础，而不是以牺牲人类为代价的产品❷（见附录A）。
河流流量存在年际和年间变化，具有不同的模式，也称作“情势”，一般包括旱季的低流量、雨季的小洪峰流量（雨汛）及在无调节措施下河流中发生的大洪水流量。地下水位也会随地下水补给和排泄量的变化而在年际和年内不断变化。环境流量评估（EFA）就是一种用于了解和定义河流或地下水系统中的多种流量组分影响各类生态系统功能的过程。
虽然环境流量评估是一种联系水文情势与生态系统状况的科学技术方法，但环境需求及用水消耗需求之间的水资源分配却是一个基于多部门决策框架下制定的社会决策。所以，环境流量的水资源分配是许多发达国家及发展中国家逐步认可的水资源综合管理的重要环节。方框1.1着重说明了环境流量和水资源综合管理之间的主要联系。
方框1.1
环境流量和水资源综合管理之间的联系
环境与水资源综合管理主要通过三种方式相关联。首先，水生态系统（及相关陆地系统）为鱼类、无脊椎动物及其他动物、植物区系提供栖息地。因此，同农业、能源、生活和工业用水一样，水生态也属于水资源用户。其次，供水、污水排放、灌溉、水力发电及防洪方面的水力基础设施的设计及运行常常会给设施上下游的生态系统及依赖于此生态系统的农业、牧业及渔业等部门带来影响。反之，现有基础设施的重启及重建也在成功修复退化的河流生态系统上起到了很大的作用。第三，水资源综合规划及管理在考虑水资源于各种用途上的配置、水质保护及污染控制、流域与集水区和地下水含水层及湿地的保护和恢复、外来入侵物种的控制和管理的基础上，由多部门的政策、法律、战略及计划共同推进。
一旦有大型基础设施项目处在规划、设计、建设及运行过程中，尤其是大坝和直接取水项目，就会出现关于环境流量问题的争议。对于决策者而言，大坝开发的效益，如水力发电、用水供应、灌溉、防洪及取水等，是容易量化和显而易见的。受水库回水❸影响，上游区域移民问题及其实施方案也受到各界广泛关注。但大坝开发对下游社区的影响却具有分散性、长期性、缺乏理解和应对不足等特点。对下游居民生物物理及社会方面的影响，主要源自水文情势中的流量、发生时机及质量的变化。
该类影响一般包括以下几方面：
（1）鱼类及虾、贝类等无脊椎动物的数量锐减。
（2）洪泛平原沉积物及养分沉积的减少。
（3）洪泛平原可利用的放牧、耕种及种植薪材空间的缩减。
（4）阻碍河道通航及通行。
（5）对生物多样性有重大意义的水陆栖息地（包括保护区）的减少。
（6）生活用水、灌溉及畜牧用水供应变得更困难。
（7）因流态变化及盐水入侵而造成的河口生产力的变化。
（8）地下水补给量减少。
（9）文化休闲地的减少。
在建设大坝时，下游区域主要会受到两方面的影响。一方面，开发本身带来的水文情势的变化会扰乱下游区域的生活；另一方面，开发的效益（如发电）一般都是在距离很远的地方，如城市地区才能得到体现，而当地则很少能享受到。水利基础设施项目的利益共享方案，能在解决对下游产生影响的同时，将环境流量纳入水资源决策的制定中。
目前，虽然大坝及其他水资源基础设施的建设对下游流量的影响仍是环境流量争议的焦点，但其他开发行为，特别是大规模土地利用方式，也可能影响到下游居民的用水。比如，流域源头处土地变为耕地、城镇用地和人工林地，都会加快或阻碍径流过程，并且会加剧土壤侵蚀状况，加重泥沙的负荷和运移。然而尽管这些活动明显造成下游河流流量的减少，并且改变河流形态及影响生态系统功能，但很少被认为需要进行环境流量评估。
气候变化凸显了保障环境流量的重要性，也增加了这项工作的难度。气候变化会对地表水年均降水量和地下水的补给量产生影响，继而对水生态系统及其提供的生态系统服务产生影响；全球变暖增大了极端事件发生的频率，导致某些生态系统依存的河流中洪水和干旱事件频发；海平面的上升将会影响淡水流入河口的过程以及近岸海域的生态系统；温度上升会改变生态系统过程和需求模式；旱作农业和灌溉农业的农作物需水变化，而这将反过来影响分配到环境中的水资源量。尤其是在受争议的流域和地下水系统的可利用水资源量发生改变时，气候变化将促使政府对必须要进行保护的生态系统做出明确选择。
在世界的某些地区，适应气候变化意味着需要加大对新建大坝和其他水资源基础设施的投资，重启既有基础设施，综合利用地表水和地下水，以缓解干旱期延长及极端洪水事件带来的冲击。人们还需要在战略规划中和项目计划、设计及运行时评价该类投资对下游地区产生的影响。
在政治及体制方面，由于基础设施建设或土地利用变化产生的对下游地区影响尚不清晰，导致在政策及体制方面存在一定欠缺，归结其原因，主要包括较少在项目设计及实施过程中使用环境流量评估方法，以及环境流量评估方法在环境综合评价中发挥的作用有限。这些情况在一定程度上反映了以下几个问题：①识别对下游产生的影响面临着巨大挑战；②缺乏对此影响的统一的度量尺度；③跨区域、跨空间影响的分散性；④缺乏对受影响的下游地区人口进行界定的统一方法；⑤受影响一方在决策制定过程中没有或少有话语权；⑥要体现在金融及经济方面的影响存在困难；⑦对可接受的环境流量评估方法缺乏统一意见。
总体而言，关于环境流量的博弈其实是社会不断演变的多种价值观之间的碰撞，也是对不同群体间不对等的权力关系的争论，例如：需水团体、上下游利益、城乡利益、公私利益、监管者与被监管者、开发商及社区利益、中央与地方利益。因此，任何推进在公共决策制定中纳入环境流量因素的项目都需公众参与，包括生物物理学及社会科学的参与。而且，这些项目应以可理解的方式（使用货币及非货币术语）来表示相关影响，并应与水资源综合管理原则保持一致。