美國科羅拉多河三角洲人造洪水再研究

2014年5月，來自科羅拉多河的人造脈沖洪水注進(jìn)加利福尼亞海灣，這場歷時(shí)8個(gè)星期的短期洪水，具有持續(xù)的生態(tài)和社會效應(yīng)。

早在2014年3月23日，位于美國—墨西哥邊境亞利桑那州尤馬附近的莫雷洛斯大壩就打開了。在接下來的8個(gè)星期里，大壩里的水持續(xù)流入干旱的科羅拉多河河床，潤澤著該河的三角洲地區(qū)，這場人造的洪水，像在大壩截流之前的天然洪水一樣沖刷著科羅拉多下游的河槽，業(yè)內(nèi)人士稱之為人造脈沖洪水。

科羅拉多河的部分河段，由于常年干旱，一些青少年從來沒有見過這樣的情形，脈沖洪水的到來，科學(xué)家終于可以用數(shù)據(jù)記錄這段河流了。在2016年的 10月19日，一個(gè)國際性的研究小組公布了一項(xiàng)研究成果，其研究的主要內(nèi)容是脈沖洪水對三角洲生態(tài)系統(tǒng)的影響效果。研究人員發(fā)現(xiàn)，脈沖洪水對三角洲生態(tài)的影響是迅速的。

研究人員驚奇地發(fā)現(xiàn)，在脈沖洪水期間，許多干旱期多年沒有發(fā)芽的棉木和柳樹重新發(fā)芽，引起了許多生物學(xué)家的研究興趣。脈沖洪水帶來許多土壤中的無機(jī)鹽，有助于本地樹種的生長。植物的繁盛又吸引了很多鳥類成群結(jié)隊(duì)前來筑巢，例如一些當(dāng)?shù)靥赜械淖哪绝B、棕色頭的牛鸝、灰喉捕蠅鵲等，還有一種黃胸鳥，也十分罕見。河口三角洲植被的恢復(fù)使當(dāng)?shù)?9種關(guān)鍵鳥類的數(shù)量增加了49%。

人造脈沖洪水的水文效應(yīng)也相繼顯現(xiàn)，有近95%的水滲入地下含水層，補(bǔ)充了地下水的儲量。水流到達(dá)加利福尼亞海灣，距離莫雷洛斯大壩有124公里，是自1997年河道斷流以來的第一次。

人造脈沖洪水有著明顯的社會效益和政治效益，人造脈沖水流是美國和墨西哥政府之間的協(xié)議，目前一個(gè)新的協(xié)議正在醞釀中，新一輪關(guān)于環(huán)境流量的討論將會提上日程。研究人員希望，脈沖洪水試驗(yàn)?zāi)軌虼偈剐碌姆炙畢f(xié)議分配更多的水到科羅拉多河三角洲。

新的研究，注重2015年12月以來科羅拉多河口三角洲地區(qū)水生態(tài)的變化，這期間包括兩個(gè)生長季節(jié)，這些研究成果對科羅拉多河三角洲水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)意義重大，因?yàn)檫@里是一些國際性鳥類和幾種瀕危物種重要的棲息地。

亞利桑那大學(xué)教授和首席科學(xué)家卡爾·弗斯負(fù)責(zé)人造脈沖洪水的監(jiān)測工作，他說：“盡管人造脈沖洪水只有8個(gè)星期，是一個(gè)短期事件，但是，洪水對植被和鳥類有著持久的影響作用。”

科羅拉多河的人造脈沖洪水，雖然是模仿大壩截流前可能發(fā)生的春季洪水，但它只是一種近似的相似。研究人員指出，由于可用的水量有限，像這樣大規(guī)模的洪水恢復(fù)試驗(yàn)需要進(jìn)行精心的管理，而不是水從大壩釋放以后任其自然發(fā)生。

人造脈沖洪水到達(dá)三角洲生態(tài)研究區(qū)后，研究人員仔細(xì)研究了洪水的生態(tài)效果，發(fā)現(xiàn)人造洪水對入侵性植物有很好的阻攔作用，例如入侵性植物海綿的生長受到了扼制。人造脈沖洪水沖刷了河槽，增加了灘地與主槽的聯(lián)系。研究人員在裸露的地面種植天然的柳樹和白楊木，而不是將水流輸送到灌溉渠道，減少了滲漏。

人造脈沖水流來源于一個(gè)名為“319”的分水協(xié)議，這是一個(gè)存在于美國和墨西哥之間的分水協(xié)議。每過幾年美國和墨西哥政府就要更新兩國基于1944年的共享河流分水協(xié)議，“319”分水協(xié)議就是其中的一個(gè)。雙方都認(rèn)為“319”分水協(xié)議具有歷史意義，一個(gè)原因是，該分水協(xié)議結(jié)束了墨西哥2007年以前的水短缺歷史。同時(shí)，當(dāng)米德湖的水位降至某個(gè)數(shù)值后，墨西哥的供水就會減少，這樣一來，美國的亞利桑那州、加利福尼亞州和內(nèi)華達(dá)州的用水就得到了進(jìn)一步的保證。第二，分水協(xié)議要求上述美國三個(gè)州支付墨西哥的灌溉改善用水，這項(xiàng)規(guī)定有利于墨西哥的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。第三，分水協(xié)議向科羅拉多河三角洲多分配了16萬立方米的水源。

向科羅拉多河三角洲多分配的水源有兩種形式，其中的三分之二就是上文所描述的人造脈沖洪流，在2014年持續(xù)了8個(gè)星期，這些水量由米德湖從2010年開始蓄存。剩余的三分之一，稱為基流，主要用于生態(tài)區(qū)的植被的修復(fù)。研究人員指出，基流可以支持在脈沖洪水期間發(fā)芽的植被生長。

值得指出的是，流入科羅拉多河三角洲的基流水源，并不是來自美國和墨西哥政府之間的分水協(xié)議，而是來自環(huán)境保護(hù)組織，例如當(dāng)?shù)氐乃髦Z蘭研究所，他們從科羅拉多河下游購買水權(quán)，水權(quán)通常來源于墨西卡利河谷的農(nóng)民。當(dāng)?shù)貙⑦@種拯救三角洲水生態(tài)的行為稱為“三角洲水信托”活動，活動開始于2008年。

美國和墨西哥政府正在討論未來新的分水協(xié)議，以取代目前的“319”分水協(xié)議，因?yàn)椤?19”分水協(xié)議到2017年年底就要到期。研究人員對2014年人造脈沖洪水進(jìn)行再研究的目的，是想得出一項(xiàng)關(guān)于人造脈沖洪水對生態(tài)系統(tǒng)影響的評估報(bào)告，以更加有利于美國和墨西哥政府之間的談判。“我們希望，下一個(gè)分水協(xié)議為環(huán)境流量預(yù)留部分水源，美國和墨西哥政府都希望這樣繼續(xù)下去。預(yù)計(jì)在兩個(gè)國家之間的下一個(gè)科羅拉多河分水協(xié)議中包括一個(gè)環(huán)境因素，以及解決水源保護(hù)、水資源運(yùn)輸和干旱響應(yīng)等要素。”研究人員說。